Digitale Produkt- und Prozesszwillinge (Digital Twins)

Digitale Zwillinge (Digital Twins) gehören zu den besonders vielversprechenden Anwendungsbeispielen für Industrie 4.0 und das Internet der Dinge (IoT). Dabei handelt es sich um virtuelle, dynamische Modelle, die ein physisches Objekt oder einen Prozess vollständig und in Echtzeit abbilden und dadurch präzise Vorhersagen über die Performance, die Schwachstellen, Materialermüdung oder sonstige Risiken erlauben. Klassische Digital Twins werden dabei insbesondere für besonders kostenintensive, kritische und langlebige Produkte aufgebaut – beispielsweise komplexe Maschinen – und ermöglichen wertvolle Erkenntnisse im Hinblick auf die Optimierung eines Produkts und seine Wartung.

Durch den digitalen Zwilling für Prozesse (Digital Process Twin) lassen sich hingegen nicht nur Analysen einzelner Produkte, sondern des gesamten Wertschöpfungsprozesses oder sogar des gesamten Wertschöpfungsnetzwerks durchführen und so das Potenzial der Digitalisierung und Vernetzung umfassend heben. Dabei werden auch Zulieferer und Kunden des Unternehmens in Echtzeit eingebunden. Mit der virtuellen Simulation des gesamten Wertschöpfungszyklusses lassen sich verborgene Ineffizienzen identifizieren, kritische Situationen in Produktionsabläufen schnell auflösen und damit eine fortlaufende Verbesserung bei wesentlichen Strukturen, Prozessen und Ressourcen erreichen.  

Beim Aufbau eines Digital Process Twins werden zunächst Prozessparameter definiert, die einen Einfluss auf die Performance der im Fokus stehenden Prozesse oder Anlagen haben. Im zweiten Schritt gilt es die vorhandenen Prozessdaten richtig zu erfassen und bei Bedarf durch weitere Daten, die durch zusätzliche Sensorik generiert werden, zu ergänzen. Die gesammelten Daten werden anschließend in einer Cloud-Anwendung zusammengeführt und analysiert.

Damit entsteht die Basis für den Aufbau eines Modells, das die prozessrelevanten Parameter, deren Wechselwirkungen und kritische Werte in der gesamten Prozesskette möglichst genau abbildet. Der so entstehende Digital Process Twin bildet ein wertvolles Instrument, um deskriptive, prädiktive und präskriptive Analysen in Echtzeit durchführen zu können, das Modell mit weiteren Technologien wie Machine Learning zu integrieren und nachhaltig die Qualität, Effizienz und Transparenz der Prozesse zu verbessern – von Einkauf und Lieferantenqualifizierung über Logistik und Produktion bis hin zur kundenindividuellen Delivery oder Maintenance-Planung.   

ROI verfügt über umfassende inhaltliche, technologische, methodische und industriespezifische Erfahrung bei Konzeption und Aufbau von Digital Twins für Produkte, Anlagen und Prozesse. Das Leistungsportfolio umfasst insbesondere folgende Themen:

  • Analyse und Konzeption von Business Cases für den Einsatz digitaler Produkt- und Prozesszwillinge (Digital Twins),
  • anbieterunabhängige Technologieauswahl und -einführung,
  • deskriptive, prädiktive und präskriptive Datenanalysen,
  • Implementierung unter Berücksichtigung der prozessualen und organisatorischen Besonderheiten des jeweiligen Unternehmens und seiner Lieferanten und Kunden.
Neue Chancen für die präzisere Analyse und Gestaltung von Wertschöpfungsnetzwerken
Schlanke Produktion zum Anfassen - gibt es in der Lernfabrik der Unternehmensberatung ROI. Die Lean Fabrika bei Prag wurde im Herbst 2013 eröffnet und bietet seitdem offene und individuelle Schulungen und Trainingsprogramme für Unternehmen.
Der Weg der Maschinenfabrik Reinhausen zu einer erfolgreichen Industrie 4.0-Lösung, die mit dem Industrie 4.0-Award der Fachzeitschrift Produktion und der Unternehmensberatung ROI Management Consulting AG ausgezeichnet wurde. Ein anschauliches Praxisbeispiel für Cyber-Physical-Systems in der Realität einer Variantenfertigung bzw. im Maschinenbau.
Gernot Bernert, Technischer Geschäftsführer, Hagleitner Hygiene International GmbH beschreibt im Interview den „transparenten Waschraum“ von Hagleitner und erklärt welche Zielsetzung Hagleitner beim Aufbau eines cloudbasierten Informationsflusses verfolgt.
Wie Unternehmen ihren Start in das Internet der Dinge simulieren können, skizziert im Video der Unternehmensberatung ROI Dr. Georg Wünsch, Leiter Entwicklung der machineering GmbH.
Impressionen vom „5. Fachkongress Industrie 4.0“, ein Event von ROI, PRODUKTION und SV Veranstaltungen am 21. und 22. November 2017 in der Gartenhalle der Messe Karlsruhe. Hochkarätige Vorträge aus allen Sparten der verarbeitenden Industrie sowie Keynotes aus Wissenschaft und Forschung lieferten Orientierungspunkte und Entscheidungshilfen für Industrie 4.0-Projekte.
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Industrie 4.0 / IoT (Internet of Things) - unter Berücksichtigung von Lean-Prinzipien - erfolgreich einführen wird in der Lernfabrik "Lean Fabrika" trainiert. Die Unternehmensberatung ROI Management Consulting AG gehört zu den anerkannten Experten im Bereich der digitalen Transformation.

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©FERNANDO BLANCO CALZADA/shutterstock.com

Aufbau eines Digital Twins zur Steigerung von Qualität und Produktivität

In einer Fertigungsanlage für Armaturentafeln verbesserte ein Automobilzulieferer die Transparenz von Arbeits- und Organisationsprozessen.

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Case Study

Zwei sitzende Frauen klatschen
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Lean Digital Manager

Das ROI Zertifizierungsprogramm zum „Lean Digital Manager“ zeigt, wie eine Digitalisierung der schlanken Produktion funktioniert. Dazu kombiniert es Lean Management Strategien mit Technologien der Industrie 4.0.