Abbild einer Maschiene

Bild 1: Digitaler Zwilling (Quelle: Lenze Automation GmbH)

Die Digitalisierung und Vernetzung von Geschäftspro­zessen ist im Hinblick auf die Zusammenarbeit in der ­Entwicklung und Produktion ein entscheidender Faktor für die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen. Dies betrifft zum einen eine Verkettung von Arbeitsschritten innerhalb einer Organisation und aktuell noch viel mehr die Vernetzung unterschiedlicher Beteiligter innerhalb einer Lieferkette.

Eine der Grundideen des digitalen Engineering ist es, dass man von der Idee bis zur produzierenden Maschine an einem zentralen Modell arbeitet. Dabei greifen alle Engineering-Werkzeuge auf dieses, nach dem Single-Source-Prinzip arbeitende Modell zu. Die Bereitstellung von Komponenten­daten durch den Lieferanten vereinfacht Integrationspro­zesse im Entwicklungsprojekt.
Ein digitaler Zwilling ist die vollständige digitale Abbildung einer Maschine oder Anlage in allen ihren Aspekten. Dies umfasst alle relevanten Informationen für das Engineering, für den Fertigungs- und Produktionsprozess sowie auch alle Informationen, die für den Betrieb des Systems als eigenständige Einheit oder integriert in einen Produktionsablauf erforderlich sind (Bild 1).

Idee versus Realität

Heutzutage sind während des Vertriebs, der Entwicklung und des Betriebs von Maschinen in allen Branchen ver­schiedene Softwarewerkzeuge zur Planung, Simulation und ­Bewertung im Einsatz. Bei genauerer Betrachtung unterscheiden sich allerdings die eingesetzten Methoden sehr stark. Während bei manchen Produkten aufwendige Simulationen und durchgängig dokumentierte Prozessketten nicht mehr wegzudenken sind, wird in anderen Branchen nur das digital erfasst, was ein Konstrukteur mit dem ­Bleistift berechnet hat. Der Verbreitungsgrad moderner ­Engineering- und IT-Verfahren richtet sich dabei nach ­unterschiedlichen Faktoren wie dem Verhältnis vom Entwicklungsaufwand zum Aufwand von Simulations­modellen, dem Mangel an Alternativen zu Simulationen oder zeitlicher Druck.

Hinsichtlich der Simulationsmethoden und des Datenhandlings sind alle Probleme im Prinzip technisch gelöst. Doch sitzen viele einzelne Lösungen derzeit noch auf Inseln, die einer bestimmten Domäne oder einem bestimmten Kundenkreis vorbehalten sind. Eine Herausforderung stellt die Effizienz der Modellerstellung und die domänenspe­zifische Modelltransformation dar, die zukünftig durch ­einheitliche Lieferketten für Modelle mit einer definierten Genauigkeit gelöst werden muss.

Je mehr Tools einer Toolkette und je mehr Anwender in die Entwicklung eingebunden werden, desto wichtiger sind Methoden zur Datenhaltung und -versionierung. Daraus kann der Bedarf an einer Anbindung zu PDM-Systemen abgeleitet werden. Diese sind heute häufig noch auf die ­Daten innerhalb einer Organisation begrenzt. Dies hat zur Folge, dass bei den komplexen Lieferketten moderner ­Maschinen nicht alle Informationen und Modelle zum richtigen Zeitpunkt verfügbar sind. Das Konzept des digitalen Zwillings bietet das Potenzial, die Klammer über maschinenspezifischen Daten und die Einbindung aller Modelle entlang des Lebenszyklus zu bilden (Bild 2). Der digitale Zwilling stellt einen wesentlichen Faktor für die Einführung agiler Entwicklungsprozesse bzw. die effiziente Realisierung von Kundenprojekten dar.

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