Digitaler Zwilling: Relevant für den Mittelstand?

Stell dir vor, du könntest deine Maschinen und Prozesse einfach am Bildschirm verfolgen und optimieren – fast zu schön, um wahr zu sein, oder? 

Digitale Zwillinge sollen genau das ermöglichen.

Doch wie realistisch ist diese Technologie für den typischen deutschen Mittelständler, der oft noch mit papierbasierten Prozessen und dem klassischen “Das haben wir schon immer so gemacht” arbeitet? Schauen wir genauer hin, wie nah oder fern diese Zukunftsvision für den deutschen Mittelstand wirklich ist.

Die Idee klingt gut: Unternehmen können Produktdaten aus der realen Welt nutzen, um nachfolgende Produktgenerationen zu verfeinern, Engpässe in Prozessen effizienter zu erkennen und Außendiensttechniker*innen bei der schnellen Reparatur zu unterstützen.

Was sind digitale Zwillinge?

Digitale Zwillinge sind mehr als virtuelle Kopien. Man kann sie sich als eine wechselseitige Beziehung zwischen dem Realen und dem Digitalen vorstellen, in der Daten und Wissen kontinuierlich fließen.

Um die Idee besser zu verstehen, stelle dir digitale Zwillinge nicht als statische Simulationen vor, sondern als lebendige, sich entwickelnde Darstellungen. Diese virtuellen Kopien imitieren das Verhalten des realen Objekts und sammeln eine Vielzahl von Daten aus der realen Welt. Diese ständige Interaktion ermöglicht Analysen, Vorhersagen und Optimierungen auf einem völlig neuen Niveau.

Nehmen wir als Beispiel eine Produktionsanlage mit digitalen Zwillingen. Jede Maschine und jedes Bauteil wird Teil einer virtuellen Welt, die den realen Betrieb widerspiegelt. Diese digitalen Zwillinge bilden nicht nur die physischen Eigenschaften ab, sondern sammeln auch Echtzeitdaten über Leistung, Verschleiß und Betriebsdetails. Das Konzept der digitalen Zwillinge geht also über die bloße Abbildung physischer Objekte in der digitalen Welt hinaus.

Wie funktionieren digitale Zwillinge?

Um zu verstehen, wie digitale Zwillinge funktionieren, können wir die technologischen Konzepte dahinter vereinfachen. Elementar sind folgende Punkte:

Datenerfassung durch IoT

Sensoren und Geräte: Digitale Zwillinge nutzen das Internet der Dinge (IoT), um Echtzeitdaten von physischen Objekten zu sammeln. Sensoren und Geräte in der physischen Einheit erfassen Informationen wie Temperatur, Druck und Bewegung.
Kontinuierlicher Datenfluss: Die erfassten Daten bilden einen dynamischen Datenfluss, der den aktuellen Zustand und das Verhalten der realen Einheit genau widerspiegelt.

Datenintegration in Echtzeit

Digitale Repräsentation: Die Integration der erfassten Daten bildet ein virtuelles Abbild im digitalen Zwilling. Diese Repräsentation ist kein statisches Abbild, sondern ein sich ständig veränderndes Modell, das in Echtzeit aktualisiert wird, wenn sich die reale Einheit ändert.
Dynamische Synchronisation: Die Synchronisation zwischen den physischen und digitalen Komponenten erfolgt dynamisch, um sicherzustellen, dass der digitale Zwilling ein genaues Abbild der realen Einheit ist. Jede Änderung an der physischen Einheit wird sofort im digitalen Zwilling widergespiegelt.

Analytik

Vorausschauende Analytik: Fortgeschrittene Analytik wird eingesetzt, um die Daten innerhalb des digitalen Zwillings zu analysieren, und prädiktive Algorithmen können potenzielle Probleme vorhersagen. Dies ermöglicht eine proaktive Entscheidungsfindung und vorbeugende Maßnahmen.

Feedback-Schleifen und kontinuierliche Verbesserung

Die Erkenntnisse aus dem digitalen Zwilling können zur kontinuierlichen Verbesserung der physischen Einheit genutzt werden. Dieser geschlossene Kreislauf ermöglicht einen iterativen Optimierungsprozess auf Basis von Echtzeitdaten und prädiktiver Analytik.
Der digitale Zwilling wird im Laufe seiner Entwicklung zu einem Werkzeug für die iterative Verfeinerung. Durch kontinuierliches Lernen von der realen Einheit trägt der digitale Zwilling zur Verbesserung von Effizienz, Leistung und allgemeiner betrieblicher Effektivität bei.

Um die komplexe Funktionsweise digitaler Zwillinge zu verstehen, dürfen sie nicht einfach als statische Replikate betrachtet werden. Sie sind dynamische, datengesteuerte Modelle, die einen kontinuierlichen Informationsaustausch zwischen der physischen und der digitalen Welt ermöglichen. Diese “symbiotische” Beziehung ermöglicht es Industrieunternehmen, fundierte Entscheidungen zu treffen, Ergebnisse vorherzusagen und neue Effizienzen zu schaffen.

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Welche Probleme digitale Zwillinge lösen

Digitale Zwillinge können in verschiedenen Branchen innovative Lösungen für seit langem bestehende Probleme bieten.

Vorausschauende Wartung

Problem: Ungeplante Ausfallzeiten aufgrund von Geräteausfällen können die Produktivität erheblich beeinträchtigen und hohe Wartungskosten verursachen.

Lösung: Digitale Zwillinge ermöglichen eine vorausschauende Wartung, indem sie Echtzeitdaten von Geräten überwachen. So kann vorhergesagt werden, wann eine Wartung erforderlich ist, um unerwartete Ausfälle zu verhindern.

Tipp: Hier findest du wertvolle Informationen für Instandhaltungsmanager und einen tieferen Einblick in Instandhaltungssoftware.

Betriebliche Effizienz

Problem: Ineffiziente Prozesse und Arbeitsabläufe können zu einer Verschwendung von Ressourcen, Zeit und Energie führen.

Lösung: Digitale Zwillinge optimieren Betriebsabläufe, indem sie Einblicke in Prozessengpässe, Ineffizienzen und verbesserungswürdige Bereiche liefern. Dadurch werden Arbeitsabläufe optimiert und die Effizienz gesteigert.

Kontinuierliche Qualitätskontrolle

Problem: Eine uneinheitliche Produktqualität kann zur Unzufriedenheit der Kunden und zu erhöhten Kosten im Zusammenhang mit Mängeln führen.

Lösung: Digitale Zwillinge können Fertigungsprozesse in Echtzeit überwachen und analysieren und ermöglichen so die proaktive Identifizierung und Korrektur von Qualitätsproblemen, was zu einer verbesserten Produktqualität führt.

Einfache Fernüberwachung und Diagnose

Problem: Außendiensttechniker*innen stehen vor der Herausforderung, Probleme an entfernten Standorten zu diagnostizieren und zu beheben.

Lösung: Digitale Zwillinge unterstützen die Fernüberwachung und ermöglichen es Techniker*innen, die Geräteleistung aus der Ferne zu visualisieren und zu analysieren, was zu einer schnelleren und genaueren Diagnose führt.

Erhöhte Energieeffizienz

Problem: Hoher Energieverbrauch und Umweltbelastung in industriellen Prozessen.

Lösung: Digitale Zwillinge optimieren den Energieverbrauch, indem sie Energieverbrauchsmuster überwachen und analysieren, Bereiche mit Verbesserungspotenzial ermitteln und die Umsetzung energieeffizienter Verfahren erleichtern.

Digitale Zwillinge bieten einen umfassenden Echtzeit-Überblick über physische Einheiten und ermöglichen es der Industrie, Herausforderungen proaktiv anzugehen, Prozesse zu optimieren und datengestützte Entscheidungen zu treffen. Da die Technologie weiter voranschreitet, wird sich der Umfang der Probleme, die digitale Zwillinge lösen können, wahrscheinlich erweitern, was sie zu einem integralen Werkzeug für Innovation und Effizienz in verschiedenen Industrien macht.

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Vor- und Nachteile von digitalen Zwillingen

Digitale Zwillinge bieten zahlreiche Vorteile für verschiedene Branchen, da sie die physische und digitale Welt verbinden können. Um eine fundierte Entscheidung zu treffen und eine effektive Implementierung zu gewährleisten, ist es wichtig, sowohl die Vor- als auch die Nachteile zu verstehen.

Vorteile: 

  • Rationalisierte Arbeitsabläufe: Digitale Zwillinge optimieren Prozesse und führen zu effizienteren Arbeitsabläufen
  • Verbesserte Sichtbarkeit: Ein umfassender Überblick über die Abläufe verbessert die allgemeine Sichtbarkeit und das Verständnis.
  • Reduzierung von Ausfallzeiten: Eine vorausschauende Wartung reduziert Ausfallzeiten und verhindert unerwartete Ausfälle.
  • Informierte Entscheidungsfindung: Eine bessere Entscheidungsfindung in der Lieferkette führt zu weniger Unterbrechungen und höherer Gesamteffizienz.
  • Ferndiagnose: Fernüberwachung ermöglicht schnelle Diagnosen, reduziert Ausfallzeiten und gewährleistet einen kontinuierlichen Betrieb.

Nachteile:

  • Vorlaufkosten: Die Implementierung digitaler Zwillinge ist mit erheblichen Vorlaufkosten für Entwicklung und Integration verbunden.
  • Komplexität der Integration – Die Integration digitaler Zwillinge in bestehende Systeme kann komplex und schwierig sein.
  • Cybersicherheitsrisiken – Die Integration von digitalen Zwillingen in kritische Infrastrukturen birgt Cybersicherheitsrisiken.
  • Fragen des Datenschutzes – Die umfangreiche Datenerfassung wirft Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes und der Sicherheit auf.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass digitale Zwillinge zwar erhebliche Vorteile in Bezug auf betriebliche Effizienz, vorausschauende Wartung und branchenübergreifende Innovation bieten, die Implementierung jedoch mit Herausforderungen wie Vorlaufkosten, Sicherheitsbedenken und potenziellen betrieblichen Problemen verbunden ist.

Digitale Zwillinge im deutschen Mittelstand

Manchmal hilft ein kleiner Realitätscheck. Böse gesagt: Oft braucht es einen langen Atem, wenn es um die flächendeckende Einführung digitaler Zwillinge geht.

Bislang ist der Alltag im deutschen Mittelstand oft noch sehr konventionell. Vielerorts stapeln sich Papierberge auf den Schreibtischen und manchmal weiß niemand so genau, welche Maschine gerade wo im Einsatz ist. Die Idee von digitalen Zwillingen – also virtuellen Abbildern von Maschinen oder Prozessen – klingt da fast wie Science Fiction.

Nichts geht ohne digitale Prozesse

Digitale Zwillinge sind toll für alle, die schon digital unterwegs sind. Sie ermöglichen es, Maschinen und Prozesse virtuell zu überwachen und zu optimieren, ohne ständig vor Ort sein zu müssen. Doch bis es soweit ist, müssen viele Unternehmen erst einmal ihre Hausaufgaben machen: Prozesse digitalisieren und Daten sammeln.

Schritt für Schritt zum Ziel

Es ist wie beim Wandern: Bevor man den Berg erklimmt, muss man die richtigen Schuhe anziehen. Für mittelständische Unternehmen heißt das: Erst einmal die Basis schaffen. Dabei hilft das remberg XRM. Damit verbindest du alle Prozesse rund um Service & Wartung mit der digitalen Welt: Von der 360° Übersicht und der digitalen Lebenslaufakte für jede Maschine, Anlage und Equipment, über digitale Berichte und Formulare, die auch auf dem Smartphone ausgefüllt werden können, bis hin zur digitalen Wartungs- und Einsatzplanung. So wird der erste Schritt in die Digitalisierung leichter.

Wann sind wir so weit?

Es ist schwer zu sagen, wann digitale Zwillinge einen großflächigen Einsatz finden werden. Sicher ist: Es ist ein Prozess, der seine Zeit braucht. Bei einigen geht es schneller, bei anderen dauert es länger – jedoch werden in den nächsten Jahren immer mehr Unternehmen zu sehen sein, die diesen Weg gehen. Für manche wird es aber auch noch eine ganze Weile dauern.

Mit den richtigen Werkzeugen und einer klaren Vision können auch traditionelle Unternehmen diesen Weg erfolgreich beschreiten. Es geht darum, Schritt für Schritt vorzugehen, die eigenen Prozesse zu verstehen und in die digitale Welt zu überführen. Wenn wir dich dabei unterstützten können, melde dich gerne bei uns.