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Die Strategische Produktplanung (SPP) muss sich aktuellen Herausforderungen wie Kreislaufwirtschaft, Digitale Geschäftsmodelle und Interdisziplinarität stellen. Etablierte Vorgehensmodelle sind beispielsweise nur bedingt auf Produkt-Service-Systeme anwendbar. In diesem Beitrag wird ein neues Modell der SPP vorgestellt, das auf einer Analyse von 230 existierenden SPP-Ansätzen basiert und Digitale Zwillinge zur kontinuierlichen Informationsrückführung aus dem gesamten Produktlebenszyklus integriert. Dies ermöglicht eine vorläufige Produktüberwachung und eine dynamische Anpassung der SPP. Das Modell folgt einem agilen, iterativen Ansatz bestehend aus fünf zyklischen Kernaktivitäten, die entlang der zunehmenden Reife durch fünf Kontrollpunkte strukturiert werden. Die frühzeitige Berücksichtigung der Kreislauffähigkeit sorgt für ressourcenschonende Produkte und Produktionsprozesse. Durch Flexibilität, Informationszirkularität und Nachhaltigkeit ist das Modell zukunftsfähig ...

Firmen stehen vor der Herausforderung ihre globalen Supply Chain Netzwerke zu steuern, zu optimieren und agil sowie flexibel an sich verändernde Gegebenheiten anzupassen. Dies bedingt unter anderem die Einbindung der gesetzlichen Anforderungen des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes (LkSG), der European Sustainability Reporting Standards (ESRS) oder die Berücksichtigung betriebswirtschaftlicher Interessen zur Steigerung der Performance. Folglich muss die Transparenz gesteigert und die Versorgungssicherheit resilienter gestaltet werden. Ziel ist eine effizientere Steuerung und Gewährleistung der Materialversorgung sowie Optimierung und Simulation von Szenarien zur Kostenminimierung.

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.