Der digitale Zwilling gilt als zentrales Werkzeug für die Industrie 4.0: Eine Fülle möglicher Anwendungsszenarien bietet Fertigungsbetrieben nicht nur Lösungsansätze für Verbesserungen im Produktionsbetrieb, sondern ebnet auch den Weg für neue, digitale Wertschöpfung. Die Asset Administration Shell – kurz AAS oder deutsch digitale Verwaltungsschale – stellt das technische Fundament für ein standardisiertes Datenmanagement im industriellen Einsatz bereit.
Daten sind für Industrieunternehmen ein wertvoller Rohstoff, den es intelligent einzusetzen gilt, um Optimierungspotenziale zu identifizieren und die Zukunftsfähigkeit zu sichern. Ziel ist die Umsetzung von Industrie 4.0, also das Idealbild einer digital durchgängigen Vernetzung aller in der Fertigung beteiligten Systeme. Um physische Assets wie Maschinen und Anlagen, Werkstücke, Bauteile und Pläne in die digitale Welt der Industrie 4.0 zu integrieren, benötigen Unternehmen virtuelle, dynamische Echtzeit-Modelle, sogenannte digitale Zwillinge.
Die Herausforderung: Unterschiedlichste Systeme müssen zusammenspielen, heterogene Datenströme bündeln und verarbeiten sowie Informationen mit anderen digitalen Zwillingen austauschen, je nach Anwendungszweck unternehmensintern oder auch mit externen Akteuren.
AAS als Schlüssel für unternehmensübergreifende Datennutzung
In der Industriebranche geht es dabei zumeist um die Erstellung »digitaler Schatten« (also ein Abbild von Identität, Zustand und Ort eines Assets) über Unternehmensgrenzen hinweg. Diese Interoperabilität braucht neben einer strategischen IT-Infrastrukturplanung auch standardisierte Formate – umso mehr, je visionärer Fertigungsbetriebe in Richtung dezentraler Daten-Ökosysteme wie Manufacturing-X denken.
Ein Bespiel: Über den digitalen Produktpass (DPP) werden Hersteller zukünftig sukzessive verpflichtet, CO2-Fußabdrücke ihrer Produkte auszuweisen. Das können sie aber nur, wenn sie aus ihrer Zuliefererkette die relevanten Daten dafür bekommen. Möglich wird dies über die standardisierte Asset Administration Shell (AAS), die durch Standardisierung ein aufwendiges, weil individuelles Bauen von Schnittstellen erübrigt.
Die Verwaltungsschale als standardisierter »Datenstecker« ist industriereif
Experteninnen und Experten aus Industrieverbänden, Forschung und Politik arbeiten mit Hochdruck an der Etablierung eines solchen herstellerunabhängigen Standards. Ein wichtiger Meilenstein war die Veröffentlichung der Version 3.0 der Asset Administration Shell (AAS) durch die Industrial Digital Twin Association e.V. (IDTA) im Juli 2023: Die praxisreife Spezifikation 3.0 beschreibt, wie Unternehmen diese Verwaltungsschalen aufbereiten und strukturieren, sodass die Daten eines digitalen Zwillings auf interoperable Weise über den gesamten Lebenszyklus und entlang der Wertschöpfungskette standardisiert zur Verfügung stehen. Jedes Asset kann über seine eigene Verwaltungsschale identifiziert und angesprochen werden und Informationen in einer einheitlichen Sprache bereitstellen. Die Verwaltungsschale fungiert also als standardisierte Schnittstelle für digitale Zwillinge, vergleichbar mit einem genormten Datenformat.
Was digitale Zwillinge in der Fertigungsindustrie bewirken
Von einem standardisierten Datenmodell, durch die digitale Zwillinge Produktdaten hochgranular auf Einzelstück-Basis nutzbar machen, profitiert die gesamte Wertschöpfungskette. Dies eröffnet eine Vielzahl an Möglichkeiten – ein paar Beispiele:
- Digitaler Mehrwert-Service: Die vorausschauende Wartung auf Basis dynamischer virtueller Abbilder von Maschinen (Predictive Maintance) geht längst nicht mehr weit genug. Gefragt sind Mehrwerte für den Kunden, wie beispielsweise produktspezifische Schaltpläne, Produktionsparameter, Anleitungen oder auch automatisierte Webshops für Ersatzteile. Dies schont und optimiert zunehmend den Einsatz knapper menschlicher Ressourcen.
- Verfeinerte Qualitätsanalysen: Sie erleichtern die Identifikation von Verbesserungspotenzialen in verschiedensten Prozessphasen, von der Entwicklung über die Beschaffung bis hin zur Produktion und Logistik. Im Zusammenspiel mit den Akteuren der gesamten Supply Chain lässt sich außerdem der Aufwand für Rückrufaktionen auf Einzelstück-Basis deutlich senken («Track-and-Trace«).
- Kundenbindung und -begeisterung: Service-Mitarbeitende profitieren von transparenten, detailtiefen Produktnutzungsdaten und können Kund:innen im After Sales individueller beraten und betreuen – für eine höhere Zufriedenheit und Loyalität der Kundschaft.
- Nachhaltige Fertigung: Das standardisierte und automatisierte Sammeln von Produktdaten zum ökologischen Fußabdruck oder zum Energieverbrauch vereinfacht die Umsetzung von Nachhaltigkeitsinitiativen und gesetzlichen Regularien, beispielsweise in Form eines digitalen Produktpasses.
Von der Effizienzsteigerung zu neuem Wachstum
Über die interne Nutzung der Produktdaten hinaus werden in naher Zukunft dezentrale Daten-Wertschöpfungsmodelle an Bedeutung gewinnen. Der digitale Zwilling bietet die nötigen infrastrukturellen Voraussetzungen, um die eigenen Daten mit anderen Marktpartnern zu teilen, um somit neue und lukrative Umsatzquellen zu erschließen. Der Grundgedanke einer global vernetzten Datenökonomie ist nicht nur für Konzerne relevant, sondern insbesondere für KMU eine smarte Idee, um Wachstum zu generieren, ohne physisch zu wachsen: Skalierung kann künftig über das Kerngeschäft hinaus durch rein datenbasierte Geschäftsmodelle gelingen. So könnten Maschinenbauer bestimmte Self-Services anbieten, was die Bestellung von Verschleißteilen automatisiert auslöst und den Beschaffungsprozess beschleunigt. Auch ließen sich beispielsweise Szenarien für Geräte- oder Materialwechsel virtuell durchspielen und für eine noch bessere Kundenberatung nutzen. Das steigert den Mehrwert und die Effektivität eines Industrieunternehmens – für einen besseren ROI, zur Abfederung des Fachkräftemangels in der Produktion und für eine risikomindernde Diversifizierung in Krisenzeiten.
Weckruf: Die Potenziale digitaler Zwillinge zeitnah heben
Der nächste Schritt auf dem Weg zu Industrie 4.0 ist es nun, die technische Steilvorlage der Asset Administration Shell in individuelle Konzepte mit konkreten Mehrwerten zu verwandeln. Die notwendige Sensorik ist in vielen Maschinen bereits vorhanden oder kann im Rahmen eines Retrofits unkompliziert und mit überschaubarem Aufwand nachgerüstet werden. Trotzdem scheuen sich viele Betriebe, die Beobachterposition zu verlassen und eigene Projekte zu initiieren – eine riskante Strategie, denn die deutsche Industrie droht in Sachen Digitalisierung international den Anschluss zu verlieren. Unternehmen können problemlos operativ klein starten, sollten aber von Anfang Themen wie Datenstandards und ASS-Readiness berücksichtigen.
Johannes Fuhrmann, Head of Strategic Business Development Manufacturing bei Arvato Systems (www.arvato-systems.de/fertigungsindustrie)
Johannes Fuhrmann verantwortet als Head of Strategic Business Development das Portfolio und den Produktaufbau für die Fertigungsindustrie. Sein Fokus liegt dabei hauptsächlich auf den Themen digitaler Zwilling, digitale Verwaltungsschale und der Entwicklung geteilter Datenökosysteme in der Industrie. Vor seiner Karriere bei Arvato Systems hatte Johannes Fuhrmann diverse relevante Positionen innerhalb der Fertigungsindustrie inne. So war er etwa als Senior Consultant für Industry 4.0 bei Deloitte Consulting und als Head of Digital Operations and Business Development bei VELUX tätig. Sein Studium an der University of Warwick schloss Johannes Fuhrmann mit einem Master of Science (MSc.) in Information Systems Management ab. Zudem erwarb er einen Bachelor of Arts (B. A.) im Studiengang Technical Business Administration an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg).
91 Artikel zu „digitaler zwilling“
NEWS | DIGITALE TRANSFORMATION | INDUSTRIE 4.0
Digitaler Zwilling in der Fertigung: Von den technologischen Grundlagen bis zum Einsatz in der Industrie 4.0
Was ist bei der Implementierung von Digital Twins in Industrieunternehmen zu beachten? Digitale Zwillinge liegen überall dort im Trend, wo einfache Datenabrufe bis hin zu Simulationen und Fehlervorhersagen (Predictive Maintenence) messbaren Mehrwert bringen. Sie leisten eine digitale Repräsentation eines Produkts oder sogar ganzer Anlagen. Diese werden dabei mit ausgewählten Merkmalen, Eigenschaften, Zuständen und Verhaltensweisen…
NEWS | DIGITALE TRANSFORMATION | DIGITALISIERUNG | TIPPS
Hürden beim Aufbau digitaler Geschäftsmodelle: Stolpern vermeiden
Aus der digitalen Transformation wachsen viele Chancen – gleichzeitig stehen Unternehmen trotz Konjunkturflaute unter enormem Anpassungsdruck. »Insbesondere künstliche Intelligenz wird immense Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen haben«, weiß Jens Löbbe, Geschäftsführer der Argestes Managementberatung GmbH und Experte für digitale Geschäftsmodelle. Entsprechend groß ist der Handlungsbedarf. Aktuell verzeichnet der Digitalisierungsindex in Deutschland [1] eine Stagnation,…
NEWS | DIGITALISIERUNG | EFFIZIENZ | FAVORITEN DER REDAKTION | INFRASTRUKTUR | NACHHALTIGKEIT
Digitale Zwillinge und effektive Zusammenarbeit für nachhaltige und widerstandsfähige Infrastruktur
Es liegt in unserer Verantwortung, die Infrastruktur zukünftig nachhaltiger und umweltfreundlicher zu planen, zu bauen und zu betreiben. Planer, Bauherren, Eigentümer und Betreiber von Infrastrukturen müssen sich deshalb an die Spitze setzen beim Übergang zu kohlenstoffarmen Lösungen, Abfallreduzierung und Energieeinsparung, um den Klimawandel positiv zu beeinflussen. Wie das gelingt, erklärt Rodrigo Fernandes, Director of ES(D)G…
NEWS | INFRASTRUKTUR | INTERNET DER DINGE | STRATEGIEN | AUSGABE 11-12-2023
Digitale Zwillinge für eine nachhaltige Infrastruktur – Vereinigung der physischen und virtuellen Welt
Es gibt Verbindungen zwischen dem Metaversum und der digitalen Zwillingstechnologie. Digitale Zwillinge, in Kombination mit 3D-Modellierung, dem Metaversum und dem Internet der Dinge ermöglichen zukünftige technische Fortschritte. Unternehmen wie Siemens, Bentley und Nvidia arbeiten daran, ein industrielles Metaversum zu schaffen.
NEWS | TRENDS 2023 | DIGITALISIERUNG | INDUSTRIE 4.0 | WHITEPAPER
Digitale Zwillinge werden in der Industrie zum Standard
4 von 10 Industrieunternehmen setzen bereits auf digitale Zwillinge. Mehrheit sieht entscheidende Bedeutung im internationalen Wettbewerb. Die Drehzahl der Ölpresse optimieren, den Stand der Lager prüfen oder den Einbau der neuen Maschine simulieren – und das, ohne einen Fuß in die Fabrik zu setzen oder gar die Produktion stillzulegen. Dies ermöglichen digitale Zwillinge, also…
NEWS | DIGITALISIERUNG | FAVORITEN DER REDAKTION | SERVICES
Profitabilität und Geschäftsnutzen durch digitale Projektzwillinge steigern
Unternehmen können mittels datengesteuertem Projektmanagement digitale Projektzwillinge erfolgreich einsetzen und dadurch mehr Projekterfolge erzielen. Unterschiedlichste Studien zeigen, dass je nach Art, Größe und Komplexität im Durchschnitt mindestens jedes sechste Unternehmensprojekt scheitert. Die Konsequenzen aufgrund hoher Anfangsinvestitionen sind meist groß und die Profitabilität der Unternehmen leidet. Zukünftig sollen digitale Projektzwillinge hier Abhilfe schaffen und für…
NEWS | DIGITALISIERUNG | SERVICES
Digitaler Kundenservice schafft individuelle Servicemomente
Digitalisieren Unternehmen ihren Kundendienst, wollen sie so zumeist ein besseres Serviceerlebnis bieten. Durch die Beschleunigung von Prozessen, Bündelung von Wissen in einer digitalen Lösung und das exakte Zuordnen des geeignetsten Servicetechnikers mittels künstlicher Intelligenz erhält der Kunde eine schnelle und passgenaue Antwort auf sein Problem. Dies wiederum steigert die Kundenbindung und -zufriedenheit. Häufig werden hierbei…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALE TRANSFORMATION | DIGITALISIERUNG | EFFIZIENZ | INDUSTRIE 4.0 | ONLINE-ARTIKEL
Digitale Zwillinge werden Realität
In einem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertem Forschungsprojekt, unter Beteiligung des Fraunhofer Institutes für Fabrikbetrieb und -automatisierung sowie der PROCAD GmbH & Co KG, Hersteller der PLM-Software PRO.FILE, wird der Einsatz von Digitalen Zwillingen und Digitalen Informationszwillingen Realität. Entwicklungszeiten und Projektierung im Anlagenbau sind heute sequentielle Abläufe, es wird zeit- und kostenintensiv…
NEWS | BUSINESS INTELLIGENCE | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALE TRANSFORMATION | FAVORITEN DER REDAKTION | GESCHÄFTSPROZESSE | INDUSTRIE 4.0 | INFRASTRUKTUR | INTERNET DER DINGE | KÜNSTLICHE INTELLIGENZ | RECHENZENTRUM | SERVICES | STRATEGIEN
Digital Twins: Wie der Kundenservice vom digitalen Zwilling profitiert
Ein Interview mit Manuel Grenacher, CEO der Coresystems FSM AG, über die Potenziale der Digitalisierung im Service. Bitte erklären Sie kurz, was ein »Digitaler Zwilling« beziehungsweise »Digital Twin« ist. Kurz gesagt bilden »digitale Zwillinge« eine Anlage im Computer nach. Im Idealfall werden dazu Daten aus der Engineering-Phase – von 3D-Modellen bis zu Detailinformationen verbauter Komponenten…
NEWS | CLOUD COMPUTING | INDUSTRIE 4.0 | INTERNET DER DINGE | KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
KI und Edge erhöhen die Sicherheit am Arbeitsplatz
Edge Computing und künstliche Intelligenz haben enormes Potenzial für die Industrie und Wirtschaft: Richtig eingesetzt, können Betriebe Produktion und Prozesse effizienter gestalten und ihre Umsätze steigern. Doch gerade im Verbund erhöhen die Technologien auch den Schutz der Mitarbeiter. Gerade in Industrieanlagen und Fertigungsbetrieben ist die Gefahr für die Mitarbeiter zuweilen extrem hoch. Natürlich kann…
TRENDS 2024 | NEWS | TRENDS INFRASTRUKTUR | DIGITALISIERUNG | INFRASTRUKTUR | SERVICES | STRATEGIEN | WHITEPAPER
Intelligente Fertigung: Deutsche Unternehmen setzen zunehmend auf KI
Der Report »State of Smart Manufacturing« von Rockwell Automation liefert wertvolle Einblicke in Trends, Herausforderungen und Pläne für Hersteller. Hierfür wurden mehr als 1.500 Unternehmen der Fertigungsindustrie aus 17 Ländern befragt, darunter Deutschland, das Vereinigte Königreich (UK), Frankreich, Italien und Spanien. Knapp über 100 der teilnehmenden Firmen kommen aus Deutschland (101). Unter den vielen…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | GESCHÄFTSPROZESSE | LÖSUNGEN | PRODUKTMELDUNG
Cashflow und Debitorenbuchhaltung mit Prozessintelligenz und KI optimieren
Celonis stellt Sailfin Accounts Receivable App Suite vor. Celonis, das weltweit führende Unternehmen im Bereich Process Mining, stellt die neue Sailfin Accounts Receivable (AR) App Suite vor. Diese wurde in Zusammenarbeit mit Sailfin Technologies entwickelt, welches von Celonis übernommen wurde. Die neuen Apps unterstützen Accounts-Receivable-Teams dabei, effizient zu arbeiten und Abläufe in der Debitorenbuchhaltung…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALISIERUNG | GESCHÄFTSPROZESSE | LÖSUNGEN | SERVICES | LOGISTIK
Datengestützte, interoperable Supply-Chain-Lösung: Die Lieferkette der Zukunft ist digital
Datengestützte, interoperable Supply-Chain-Lösungen sorgen für transparente, resiliente Wertschöpfungsketten und beseitigen Störungen automatisiert über das gesamte Ökosystem hinweg. In Zeiten globalen Wettbewerbsdrucks sind reibungslose Prozesse entlang der gesamten Lieferkette ein zentrales Erfolgskriterium. Eine schwankende Inflation sowie geopolitische Spannungen können Lieferketten jedoch empfindlich beeinträchtigen und die Produktivität, Nachhaltigkeit und Rentabilität von Unternehmen gefährden. Mittels interoperabler Supply-Chain-Lösungen,…
NEWS | INDUSTRIE 4.0 | KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
Vier Prinzipien des intelligenten Data Mesh auf dem Weg hin zu Industrie 4.0
Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) sind für Fabriken von erheblichem Nutzen. Es gibt jedoch nach wie vor Herausforderungen. Diese liegen normalerweise nicht in der Datenwissenschaft – denn der Code funktioniert in der Regel gut. Bei der Umsetzung von KI/ML-Projekten in großem Maßstab liegen die Herausforderungen vorwiegend in der Architektur und Datenverwaltung. Hersteller müssen…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALE TRANSFORMATION | FAVORITEN DER REDAKTION | NACHHALTIGKEIT | SERVICES
Studie: Warum intelligente Prozessautomatisierung die Wirtschaft grüner macht
Weltweit erhöhen Unternehmen ihre Investitionen in Nachhaltigkeit und treiben entsprechende Initiativen voran. Eine aktuelle Studie von Cognizant unter 3.000 Führungskräften bestätigt, dass die Ausgaben in diesem Bereich bis 2025 deutlich steigen werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Zahl der Befragten, die ihre Ausgaben für Nachhaltigkeit in diesem Zeitraum um zehn Prozent oder…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | EFFIZIENZ | GESCHÄFTSPROZESSE | KÜNSTLICHE INTELLIGENZ | PRODUKTMELDUNG
Die nächste Generation der Prozessoptimierung: Celonis stellt Process Intelligence Graph vor
Kombination aus Prozessdaten, Prozesswissen und dem Celonis-Ökosystem eröffnet Unternehmen neue Möglichkeiten, Abläufe schneller und umfassender zu verbessern. Celonis, der Marktführer für Process Mining, hat auf seiner jährlich stattfindenden globalen Anwenderkonferenz Celosphere den Process Intelligence (PI) Graph vorgestellt. Dieser erfasst und vereinheitlicht die Prozessdaten eines Unternehmens und ergänzt sie mit maschinellem Lernen und umfassendem Prozesswissen…
NEWS | INFRASTRUKTUR | RECHENZENTRUM
Studie: Investition in Effizienz zahlt sich aus
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALE TRANSFORMATION | GESCHÄFTSPROZESSE
Die Plattformen der Zukunft: Trends in der digitalen Transformation von Geschäftsprozessen
Digitale Dienste und Abläufe müssen sich wandeln: Offenheit, Datenaustausch, Automatisierung und ein neuer Plattformgedanke mit dem Fundament leistungsfähiger Schnittstellen zwischen Entwicklern und Nutzern werden neue Potenziale für die Geschäftsprozesse der Zukunft erschließen. Im Zuge der digitalen Transformation passen Unternehmen ihre Geschäftsprozesse, Kultur und Kundenerfahrung an die Möglichkeiten und Anforderungen der digitalen Technologien an. In…
NEWS | TRENDS 2023 | TRENDS INFRASTRUKTUR | INFRASTRUKTUR
Netzwerklösungs- und Technologie-Trends 2023
Markus Nispel, CTO EMEA bei Extreme Networks, ein Anbieter cloudbasierter Netzwerklösungen, gibt eine Übersicht zu den Netzwerklösungs- und Technologie-Trends für 2023. Top-Trend: Digital Twin Netzwerke werden von immer kritischerer Bedeutung, was Konfigurationen nach der »Trial-and-Error«-Methode untragbar macht. Für Zweitnetzwerke unter Testbedingungen fehlt es den meisten Unternehmen an den Ressourcen. Die braucht es zukünftig auch…
NEWS | BUSINESS PROCESS MANAGEMENT | DIGITALE TRANSFORMATION | EFFIZIENZ | FAVORITEN DER REDAKTION
Green Manufacturing: Wenn digitalisieren, dann nachhaltig
Die Digitalisierung in Industrie und produzierendem Gewerbe schreitet unaufhaltsam voran. Motiviert von der Aussicht auf mehr Effizienz im Produktionsprozess und damit verbundenen Kosten- sowie Wettbewerbsvorteilen, setzen immer mehr Unternehmen Technologien, etwa aus den Bereichen Sensorik oder künstliche Intelligenz, ein. Sie rühmen sich mit dem Prädikat »Green Manufacturing«. Dabei schauen die meisten nur auf den unmittelbaren…