digitaler Zwilling

Digitale Zwillinge sind ein wichtiger Bestandteil des Industrie 4.0-Gedankens. Sie spiegeln physische Güter in der digitalen Welt wider und erweitern diese mit zusätzlichen Fähigkeiten und Funktionen zur Analyse, Prognose und Entscheidungsfindung. Aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten von Digitalen Zwillingen sind auch ihr Design und ihre Implementierung sehr vielfältig. Diese Publikation leistet einen Beitrag zur Klassifikation und Bewertung von Digitalen Zwillingen mittels eines mehrdimensionalen Reifegradmodells. Die präsentierte Methode „DT-Assess“ ermöglicht eine anwendungsspezifische Bewertung von Digitalen Zwillingen. Die Entwicklung der Methode folgte der Vorgehensweise zur Entwicklung von Reifegradmodellen für das IT-Management. Das entwickelte Reifegradmodell besteht aus sieben Kategorien mit insgesamt 31 zu bewertenden Merkmalen. Die systematische Evaluation in fünf Anwendungsszenarien erlaubt erstmalig eine Einordnung der jeweiligen „Digitale ...

Um dem steigenden Fachkräftemangel im IT-Bereich entgegenzuwirken, müssen niedriger qualifizierte Mitarbeitende dazu befähigt werden, Aufgaben durchzuführen, für die bisher Experten einbezogen werden mussten. Für die Inbetriebnahme und den Betrieb von technischen Systemen in Produktions- und Logistikprozessen sind dies Konfigurations-, Steuerungs-, Überwachungs- und Instandhaltungstätigkeiten. Die im Rahmen von Industrie 4.0 verfügbar werdenden Technologien zur Mensch-Technik-Interaktion sowie zum Digitalen Zwilling ermöglichen die Gestaltung intuitiver Nutzerschnittstellen, systemunabhängiger Kommunikationsschnittstellen sowie nutzerindividueller Assistenzfunktionalitäten zur Begegnung dieser Herausforderung. Aufbauend auf diesen grundlegenden Konzepten wird in diesem Beitrag ein Framework zur Konfiguration und Überwachung von Prozessabläufen für unterschiedliche technische Zielsysteme vorgestellt. Ausgehend von bestehenden Programmieransätzen leitet der Beitrag ...

Wie in vielen Industriezweigen gewinnt auch in der Kunststofftechnik die Qualität spritzgegossener Bauteile aufgrund erweiterter Einsatzgebiete mit höheren mechanischen Belastungen zunehmend an Bedeutung und wird zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor für den langfristigen Unternehmenserfolg. Zunehmend komplexe Bauteilgeometrien, steigende Variantenvielfalt, höhere Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz sowie wachsender Kostendruck führen jedoch dazu, dass etablierte Methoden der Qualitätssicherung vermehrt an ihre Grenzen stoßen. Gleichzeitig eröffnen die zunehmende Digitalisierung und Vernetzung im Rahmen von Industrie 4.0 produzierenden Unternehmen innovative Möglichkeiten für die qualitätsorientierte und datengetriebene Weiterentwicklung und Optimierung von Produkten und Prozessen. Der Digitale Zwilling als Basis prozess- und unternehmensübergreifender Datenanalytik eröffnet in der Kunststofftechnik neue Möglichkeiten, die Prozess- und Bauteilqualität ...

Ein schneller Informationsfluss innerhalb der gesamten Lieferkette ist für eine Risikominimierung unvermeidlich und in unbeständigen Zeiten bzw. Krisensituationen diskussionslos. Der Informationsfluss innerhalb der Supply Chain ist dabei von verschiedenen Übertragungsformen geprägt: EDI, Cloud-Anwendungen und andere System-Schnittstellen sind in den verschiedenen Bereichen der Wertschöpfungsnetzwerke zur digitalen Risikoüberwachung und Prozesseffizienzsteigerung vorhanden. Werden die Unternehmensprozesse genauer betrachtet, bleibt ein Bereich bisher digital unterrepräsentiert: Der digitale Zwilling eines Produktionswerkzeugs. Den Umgang mit diesen Produktionswerkzeugen gilt es nun auf eine neue Ebene zu heben.

Mit bedienerseitigen Eingriffsmöglichkeiten erlauben semi-autonome Systeme eine bessere Bewältigung auftretender Komplexitäten als vollautonome Systeme. Der Einsatz eines digitalen Zwillings ermöglicht eine neuartige Schnittstelle für die Interaktion mit solchen Systemen. Dieser Beitrag beschreibt die Implementierung der Steuerung und Nutzerschnittstelle in einem System mit digitalem Zwilling. Es wird gezeigt, wie die entwickelte Steuerungsarchitektur die Einbindung verschiedener Methoden der Mensch-Technik-Interaktion und die Durchführung virtueller Schulungen ermöglicht. Auf diese Weise kann die Steuerung des Systems über die Betriebsphase hinaus in anderen Phasen des Lebenszyklus verwendet werden.

Der Digitale Zwilling ist auf dem besten Weg, ein elementarer Bestandteil der Unternehmenswelt zu werden. Unternehmenslenker erhoffen sich durch diese intelligenten Abbilder einer immer dynamischeren Unternehmensrealität eine deutliche Komplexitätsreduktion. Idealerweise können modellbasierte Analysen und (teil-)automatisierte Entscheidungen mittels Methoden der Simulationstechnik und der Künstlichen Intelligenz auf Basis eines optimierten IoT-Datenmanagements ihren Beitrag zu einer Unternehmensagilität leisten. Im Rahmen des Beitrags werden neben der Begriffs-/Konzeptdefinition sowohl aktuelle Herausforderungen thematisiert als auch verschiedene Anwendungsbeispiele vorgestellt. Darauf aufbauend wird ein Vorgehensmodell für die Einführung von Digitalen Zwillingen im Sinne der Technologiemigration präsentiert.