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Digital Twin

Der Digitale Zwilling – Innovation in der Produktion

Bereits seit etwa zwei Jahren ist ein Begriff im Umlauf, der für die digitale Modernisierung von Produktion und Geschäftsprozessen steht: der Digitale Zwilling. Grundsätzlich geht es dabei darum, physische Objekte der Produktion sowie die Zugrunde liegenden Prozesse in all ihren Eigenschaften digital zu simulieren. Herstellungsprozesse, die bisher aufwendige Versuche mit Prototypen vorraussetzten und dabei viel Zeit und Kosten verursachten, können durch den Digitalen Zwilling am Computer realitätsnah, einfach und kostengünstig durchgeführt werden.

Welche Technologien stehen dahinter?

Der Digitale Zwilling (Englisch: Digital Twin), gilt als eine Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0. und ist damit essentiell für die Zukunft der industriellen Produktion. Ausgangsbasis ist die Bestückung aller Maschinen einer Anlage oder sogar einer ganzen Fabrik mit Sensoren, die detaillierte Informationen in Echtzeit über den aktuellen Zustand der Produktion an ein Backend senden. Dort werden die Daten, auch Reports genannt, zusammengeführt und verknüpft. Für eine skalierbare Datenübertragung sorgen Wlan, LTE oder für Prozessdaten Feldbus-Systeme wie etwa EtherCAT. Um die dabei anfallenden großen Datenmengen auch verarbeiten zu können, werden zumeist Methoden und Techniken aus dem Big-Data-Bereich verwendet.

Auf eine detaillierte Auflösung kommt es an  

Der Digitale Zwilling ist im Grundsatz die Weiterentwicklung von schon bestehenden Vorgehensweisen wie etwa der technischen Zeichnung. Im Entwicklungssektor der Automobilindustrie gehört die Arbeit mit virtuellen Prototypen bereits zum Standard. Dies stellt einen maßgeblichen Fortschritt dar. Die Exaktheit der digitalen Kopie ist ausschlaggebend für die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten solcher Simulationen. Das Ideal besteht darin, die Realität so genau wie möglich in einer Software abzubilden. Daher stammt auch der vielsagende Begriff ‘Zwilling’. Ein digitaler Zwilling ist nicht identisch mit seinem analogen Verwandten aber er soll ihm möglichst nahe kommen. Wichtig ist: je mehr Informationen über eine Maschine oder einen Prozess und dessen Auswirkungen im System erfasst werden, desto präziser sind auch die berechneten Vorhersagen, die sich daraus ergeben. Sprechen wir von einem Produkt wie etwa einem Werkstück, so sind es nicht bloß die Abmessungen, die von Bedeutung sind, sondern auch die Materialeigenschaften wie Verschleißdauer, thermische Stabilität oder die Interaktion mit hinzugefügten Bauteilen. Je mehr Parameter für den jeweiligen Gegenstand oder Prozess digital erfasst werden, umso aussagekräftiger werden die darauf aufbauenden weiteren Anwendungsmöglichkeiten. Die Qualität eines Digitalen Zwillings kann daher mit einem Foto verglichen werden, das mit zunehmender Auflösung auch mehr Details abbildet. Insider sprechen daher von der Granularität und der Datendichte, welche das Verwendungspotenzial eines Digitalen Zwillings bestimmt.

Der Digitale Zwilling bringt Vorteile

In der Produktion können Digitale Zwillinge über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts entlang der Wertschöpfungskette genutzt werden. Bereits in der Produktentwicklung können mit rein digital erstellten Prototypen alle nötigen Anforderungen getestet werden. Die aufwendige und kostspielige Herstellung physischer Prototypen entfällt. Der Digitale Zwilling kann wie sein analoges Ebenbild getestet und seine spätere Verwendung simuliert werden. Auch die Effizienz und Qualität der realen Produktion kann durch den Einsatz von digitalen Zwillingen gesteigert werden. Dies gilt genauso für die Planung von zugehörigen Lieferungen und Dienstleistungen in der analogen Produktion. Die Begleitung von Herstellungsprozesse durch digitale Zwillinge ermöglicht kürzere Anlaufzeiten, geringere Ausfallraten und eine frühzeitige Erkennung möglicher Probleme. Zulieferer oder Kunden können von Anfang an in den Entwicklungsprozess miteinbezogen werden, um die Erfüllung ihrer Anforderungen direkt digital zu erproben und zu optimieren.

Industrie 4.0 und die Smart Factory

Die Zukunft der Produktion ist also eng verbunden mit dem Digitalen Zwilling. Die intelligente und vernetzte Fabrik wird zur Smart Factory. Wenn jede Maschine und alle Informationen, die beispielsweise von Tanks oder dem Lager kommen können, in einem System zusammengeführt werden, zunehmend auch in der Cloud, dann wird vom Internet-of-Things (IoT) gesprochen. Der Digitale Zwilling ist ein wichtiger Teilbereich der fortlaufenden Weiterentwicklung technologischer Trends, die in dieser Innovation zusammen finden. Die baldige Einführung des schnellen Mobilfunkstandards 5G wird die Vernetzung und Digitalisierung in der Indurstrie noch weiter beschleunigen.

Der Digitale Zwilling und die Organisation

Über den Einsatz in der Produktion hinaus, ist die Übertragung der gesamten unternehmerischen Organisation und ihrer Prozesse in den digitalen Raum ein weiteres Anwendungsfeld des Digitalen Zwillings. Man spricht dabei vom DTO, dem Digital Twin of Organisations. Ähnlich wie bei der Business Intelligence, geht es dabei um alle live erfassten Operationen, die beispielsweise durch Produktion, Zulieferer, Kundenbestellungen und Mitarbeiter angestoßen werden. Ziel ist die Ermöglichung einer Vogelperspektive auf die Organisation. Auch der Faktor Zukunft kann somit verstärkt berücksichtigt werden. Denn die digitale Spiegelung des Unternehmens erlaubt das Durchspielen, Messen und Auswerten unterschiedlicher Szenarien was die Entscheidungsgrundlage für das organisatorische Handeln maßgeblich beeinflusst. 

Welche Szenarien sehen Sie für die Aufstellung Ihres Unternehmens im digitalen Zeitalter als entscheidend an? Setzen Sie sich gerne mit uns zu einer Diskussion in Verbindung.

 

“Future Digital Business Networks – Innovationen im Zeitalter des IoT”

Wie reagiert ein Unternehmen auf aktuelle Innovationswellen und immer rasanter voranschreitende technologische Trends, um sich auch in Zukunft in einem dynamischen Marktumfeld mit schnellen Innovationszyklen erfolgreich zu positionieren?

Netzwerktreffen lokaler Führungskräfte

Führungskräfte lokaler mittelständischer Unternehmen trafen sich am Donnerstag, 4. April 2019 im futuristischen Ambiente der Carola Daimler Cars Eventlocation um genau dieser Fragestellung auf den Grund zu gehen. Dort fand die vierte, von magility und der Führungsriege der VP Bank gemeinsam organisierte Netzwerkveranstaltung “Future Digital Business Networks” statt. Diesmal stand das Thema “Innovationen im Zeitalter des Internet of Things” im Fokus. Durch den spannenden Abend führte, der aus TV- und Hörfunk bekannte Moderator, Andreas Groß.

Finanzwesen trifft auf Unternehmensberatung

Antony Lassanianos, CEO der VP Bank (Schweiz) AG, begrüßte die hochkarätigen Gäste aus Industrie und Wirtschaft. Im Anschluss bereicherten Dr. Michael Müller, CEO der magility GmbH, Jan Dietz, Partner der magility GmbH sowie Dr. Thomas Gitzel, Chefökonom der VP Bank und Dr. Urs Monstein, CEO a.i. und COO der VP Bank Gruppe, mit Ihren Vorträgen zu hochaktuellen Themen den Abend.

Dr. Thomas Gitzel ordnete digitale Innovationen aus volkswirtschaftlicher Sicht ein und veranschaulichte den Zuhörern, unter seinem Vortragstitel “Investing in Chance”, wie durch die richtigen Anlagen von dem globalen Megatrend profitiert werden kann. Den Zuhörern gab er sein Credo “Ohne Innovation droht der Stillstand” mit auf den Weg.

High-Tech Innovationen – Trends 2019

Im Anschluss zeigte Dr. Michael Müller die Technologie Trends 2019 auf und veranschaulichte, wie diese neuen Technologien als Basis für innovative Produkte und Dienstleistungen genutzt werden können. Artificial Intelligence, Big Data, DIY Biohacking, Quantum Computing, 5G und Robotik waren nur einige der Schlagworte, die er in seinem Beitrag erläuterte. IoT Investitionen werden sich laut Dr. Müller bis 2020 global auf circa 250 Milliarden Euro erhöhen. Elektrik und Elektronik sowie Cyber Security stehen dabei technologieübergreifend im Mittelpunkt. Jedes neue Gerät, das einem IoT Ecosystem hinzugefügt wird, schafft eine neue Angriffsfläche für Cyber-Attacken. Auch das Connected Car ist bereits heute ein essenzieller Teil des IoT. Für die Automobilbranche wird Software zum kritischen Erfolgsfaktor. Es gibt keine funktionale Sicherheit und keinen Datenschutz mehr ohne Cyber Security. Trotz riesiger Potentiale, die sich durch High-Tech-Innovationen ergeben, muss das Gesamtsystem mehrschichtig und nachhaltig geschützt werden. End-to-End Cyber-Security Lösungen müssen zum Fundament der neuen Technologien der Zukunft werden. Die Vertraulichkeit der Daten sowie der Schutz vor Cyber-Angriffen sind eine Grundvoraussetzung für die Massenakzeptanz von technologischen Neuerungen und High-Tech-Innovationen, so Müller.

Konnektivität – Die Basis technischer Innovationen im IoT Ecosystem

Die Konnektivität bildet die Grundvoraussetzung für technische Innovationen im IoT Ecosystem. Es wird immer wichtiger Produkte ineinandergreifen zu lassen. Die Produktzyklen sind kurz und auch die Prozesszyklen unterliegen heute einer ständigen Transformation. In Zukunft wird es durch die Möglichkeiten des IoT laut Müller nicht mehr nur einen Regelkreis geben der intern kommuniziert. Es wird viele Regelkreise geben, die miteinander vernetzt sind und die selbstständig untereinander kommunizieren. Es entstehen multiple Netzwerke von Echtzeitanwendungen, die ein Eigenleben entwickeln werden, also sich selbst verändernde Regelkreise in Echtzeit. Der Umgang mit diesen, sich selbst verändernden Netzwerken, wird die große Herausforderung für Unternehmen in der Zukunft, so Müller.

Digitale Geschäftsmodelle im IoT Umfeld

Jan Dietz ging anschließend näher auf die Anwendung der Technologietrends und Innovationen des IoT Umfelds ein. Er veranschaulichte, wie sich diese Trends auf Produkte, Prozesse und Geschäftsmodelle auswirken und wie sich Unternehmen bestenfalls den Herausforderungen in dieser disruptiven Zeit stellen. Digitale Geschäftsmodelle besitzen große Erfolgspotentiale, ganz vorne stehen Plattform-Ansätze wie sie beispielsweise Car-Sharing Anbieter wie car2Go, DriveNow oder Anbieter von multimodalen Mobilitätsdiensten wie moovel anwenden. Wachstumschancen ergeben sich für Unternehmen auch durch die Anwendung von KI, insbesondere von Machine Learning. Weiter stellte Jan Dietz Geschäftsmodelle aus dem Bereich digitalisierte Ökosysteme vor. Hierbei fielen Begriffe wie Blockchain und Digital Twin. Auch den Bereich DIY Biohacking betrachtete er kritisch und erläuterte, welche Geschäftsmodelle sich durch Biochips, Exoskelette und Smart Fabrics ergeben können. Selbstverständlich durften auch Anwendungsbeispiele die sich durch die Vernetzung ergeben nicht fehlen. So wird beispielsweise die Technologie der “Augmented Reality” schon in den verschiedensten Bereichen angewendet und auch durch Smart Homes und “IoT enabled Workplaces” ergeben sich interessante Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle. Nachdem dargestellt wurde, welche Möglichkeiten sich durch 5G und Quantencomputer in Zukunft ergeben, schloss Jan Dietz seinen Vortrag mit einer Einschätzung des Attraktivitätsgrades der vorgestellten Geschäftsmodelle bezüglich Investmentpotentialen – nicht ohne zu erwähnen, dass ein konsequentes Risiko- und Projektmanagement sowie ein professionelles Cyber Security Management die Basis des Erfolgspotentials bilden.

Future Banking – Innovationen und Digitalisierungstrends

Die Vortragsrunde schloss Dr. Urs Monstein. Er skizzierte das “Future Banking” und erlaubte den Teilnehmern einen Blick hinter die Kulissen der Bank, um aufzuzeigen, wie die VP Bank mit Innovationen und Digitalisierungstrends intern umgeht. Er ging dabei auch auf den Spagat zwischen Anpassungsfähigkeit und Standardisierung ein, den Banken bezüglich ihrer IT Strategie heute bewältigen müssen. Die VP Bank bedient sich aktuell schon verschiedenster State-of-the-art Lösungen und blickt den Veränderungen, die sich durch das IoT und den damit verbundenen Herausforderungen ergeben, positiv entgegen. High-Tech Lösungen und Innovationen sind wichtig und können auch den Banken und deren Kunden viele Prozesse erleichtern und vereinfachen. Im Mittelpunkt steht aber am Ende immer der Mensch. Deshalb ist es trotz neuer digitaler Angebote und Robo Advisors wichtig, den richtigen und zur eigenen Persönlichkeit passenden Vermögensverwalter an der Seite zu haben.

Podiumsdiskussion – Ein Blick hinter die Kulissen

Im Anschluss an die Vorträge folgte eine anregende Podiumsdiskussion mit Moderator Andreas Groß, in der die Inputs der Vorträge mit den Referenten und Veranstaltern vertieft diskutiert, sowie kritisch hinterfragt wurden. Andreas Groß sorgte mit seinen treffenden, teilweise auch mit Humor gespickten und stets herausfordernden Fragen für eine lockere Stimmung in der Podiumsrunde. So gaben die Referenten auch sehr persönlich gehaltene Stellungnahmen zu den diskutierten Themen des Abends ab. Damit regten sie die folgenden spannenden Netzwerkgespräche an, die sich beim anschließendem Flying Dinner zwischen Teilnehmern und Referenten ergaben.

Der kritische Erfolgsfaktor Mensch

Begleitend zur Veranstaltung „Future Digital Business Networks“ wurden Dr. Michael Müller und Jan Dietz von magility auf der Stuttgarter Börse zum Thema des Abends interviewt.

Wir danken unserem Partner VP Bank sowie unseren Gästen aus Wirtschaft und Industrie für ihr Kommen und ihren Input an diesem gelungenen und für alle Seiten inspirierenden Abend in der Carola Daimler Cars Eventlocation. Wir freuen uns schon jetzt auf die Fortsetzung der Netzwerkveranstaltung “Future Digital Business Networks” Im Frühjahr 2020.

Wenn Sie in der Unternehmensleitung tätig sind und Interesse haben, an der Netzwerkveranstaltung „Future Digital Business Networks“ im nächsten Jahr teilzunehmen, kontaktieren Sie uns. Wir merken Sie gerne für die Einladungsrunde zu Future Digital Business Networks vor.

Sie möchten sich schon vorher über neueste Innovationen, Trends, deren Chance und Risiken und Geschäftsmodelle der Zukunft informieren? Dann sprechen Sie uns von magility gerne an!