Design

Für eine erfolgreiche Implementierung sowie nachhaltige Nutzung und Pflege Digitaler Zwillinge für Produktions- und Logistiksysteme ist es notwendig, relevante Anwendungsfälle zu identifizieren und die damit einhergehenden Herausforderungen zu meistern. Dieser Beitrag analysiert wissenschaftliche Literatur zu gängigen Anwendungen und Herausforderungen bei der Implementierung Digitaler Zwillinge für die Planung und den Betrieb von Produktions- und Logistiksystemen. Um die Praxisrelevanz der Ergebnisse zu bestätigen, sind zudem die Resultate einer empirischen Befragung einbezogen worden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden wesentliche Handlungsfelder für die erfolgreiche Implementierung und langfristige Nutzung von Digitalen Zwillingen in Produktion und Logistik abgeleitet.

Die Einführung Digitaler Zwillinge (DZ) scheitert oft an hohen Kosten, technischer Komplexität und fehlenden Fachkenntnissen. Diese Studie stellt ein kostengünstiges Modell eines DZ, welches mit Technology Readiness Level (TRL) 5 validiert ist. Es wurde innerhalb von nur zwei Wochen mithilfe von Open-Source-Lösungen und gängigen Unternehmenswerkzeugen entwickelt und integriert sensorbasierte Echtzeitdaten, prädiktive Analysen, Anomalieerkennung und automatisierte Benachrichtigungen, um Effizienz und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft zu steigern. Das System erreicht eine durchschnittliche relative Abweichung von nur 7,76 % und gibt automatisierte Warnungen in Echtzeit aus. Die Ergebnisse zeigen, wie fortschrittliche digitale Werkzeuge durch die Kombination von Open-Source-Technologien und Standardwerkzeugen zugänglich gemacht werden können: skalierbar, menschenzentriert und erschwinglich im Sinne von Industrie 5.0.

Digitale Zwillinge bieten großes Potenzial zur Effizienzsteigerung in der Logistik. Diese Digital Supply Chain Twins (DSCT) ermöglichen datengetriebene Entscheidungen und optimieren Prozesse auf Standort- und Netzwerkebene. Eine Untersuchung mittels Expertenworkshop zeigt, dass Unternehmen zwar Interesse an DSCT haben, aber Herausforderungen wie Datenqualität, akteursübergreifender Datenaustausch und Interoperabilität deren breite Implementierung hemmen. Während erste Pilotprojekte existieren, bleibt die Marktdurchdringung gering. Erfolgreiche Implementierung erfordert standardisierte Schnittstellen und vertragliche Rahmenbedingungen für den Datenaustausch. Im Ergebnis können DSCT langfristig Logistiknetzwerke resilienter und nachhaltiger gestalten.