Was ist ein digitaler Zwilling?

Die Entwicklung der digitalen Zwillinge

Das Konzept der digitalen Zwillinge entstand Anfang der 2000er Jahre und wurde von Dr. Michael Grieves an der Universität Michigan eingeführt. Ursprünglich wurden digitale Zwillinge in der Fertigung und im Produktlebenszyklusmanagement eingesetzt. Inzwischen haben sie sich auf alle Branchen ausgeweitet, von der Energie- und Rohstoffindustrie bis hin zum Gesundheitswesen und zu intelligenten Städten. Die Weiterentwicklung von Schlüsseltechnologien wie Informationsmanagement, IoT, Cloud Computing, künstliche Intelligenz, Datenanalyse und Cybersicherheit hat die Fähigkeit zur Skalierung digitaler Zwillinge und ihrer Spezialisierungen auf Geräte- oder Anlagenebene beschleunigt.

Wie funktionieren digitale Zwillinge?

Digitale Zwillinge funktionieren durch einen kontinuierlichen Datenaustausch zwischen der physischen und der digitalen Welt. Sensoren und IoT-Geräte sammeln Echtzeitdaten von physischen Objekten oder Prozessen, die eine wichtige Informationsquelle für digitale Zwillinge darstellen. Weitere Informationsquellen sind u. a. Anlagendokumentation (z. B. technische Zeichnungen, Ausrüstungshandbücher, Betriebsanweisungen, SOPs), Informationsaustausch in Unternehmensnetzen (z. B. Verfolgung der Ankunft von Ersatzteilen, Ersatzgeräten, Außendienst), geografische Informationssysteme, Instandhaltungssysteme, Finanzsysteme und vieles mehr. Der digitale Zwilling verarbeitet diese Informationen, wendet Analyse- oder Simulationsmodelle an und liefert Erkenntnisse, die zur Optimierung der Leistung des physischen Gegenstücks sowie der Leistung von Teams genutzt werden können, die das physische Objekt, den Geschäftsprozess oder das System direkt oder indirekt unterstützen. Beim digitalen Zwilling entsteht durch eine bidirektionale Beziehung eine Rückkopplungsschleife, in der die physische Einheit das digitale Modell informiert und das digitale Modell dazu beiträgt, die physische Einheit auf direktem oder indirektem Wege durch menschliches Handeln zu verbessern. Durch vertrauenswürdige Informationen, autonome Informationen und überall eingebettete künstliche Intelligenz und Sicherheit kann auf diesem Weg ein geschäftlicher Mehrwert geschaffen werden. Die Entwicklung digitaler Zwillinge sollte im Gleichschritt mit der Entwicklung des Informationsmanagements einer Organisation erfolgen.

Zu den Kernkomponenten eines digitalen Zwillings gehören in der Regel:

1. Physischer Vermögenswert oder Prozess: Das zu replizierende reale Objekt oder System
2. Sensoren und Konnektivität: Geräte, die Daten von der physischen Einheit sammeln
3. Datenspeicherung und -verarbeitung: Systeme zur Verwaltung und Analyse der gesammelten Informationen
4. Visualisierung und Schnittstelle: Werkzeuge, die Einblicke präsentieren und die Interaktion mit dem digitalen Zwilling ermöglichen
5. Analytik und KI: Funktionen, die Daten in verwertbare Erkenntnisse und Vorhersagen umwandeln

Die oben genannten Komponenten drei bis fünf sind integraler Bestandteil des Bereichs der Softwaretechnologie für das Informationsmanagement.

Verschiedene Arten der digitalen Zwillingstechnologie

Digitale Zwillinge variieren in ihrer Komplexität und Anwendung, wobei es verschiedene Kategorien gibt, die unterschiedlichen Zwecken dienen:

Digitale Zwillinge auf Teilebene

Diese auch als diskrete digitale Zwillinge bezeichneten Systeme konzentrieren sich auf einzelne Komponenten oder Teile innerhalb eines größeren Systems. Sie erfassen Informationen über den Betrieb, die Leistungskennzahlen und die Eigenschaften eines bestimmten Teils. Zwillinge auf Teilebene sind besonders wertvoll in der Fertigung und im Produktdesign, wo es entscheidend ist, das Verhalten der einzelnen Komponenten zu verstehen. So kann ein digitaler Zwilling einer Turbinenschaufel den Ingenieuren helfen, deren Leistung unter verschiedenen Bedingungen ohne physische Tests zu analysieren, was Zeit und Ressourcen spart und gleichzeitig die Konstruktion optimiert.

Digitale Zwillinge auf Vermögensebene

Zwillinge auf Anlagenebene kombinieren mehrere Zwillinge auf Teilebene, um einen ganzheitlichen Überblick über eine gesamte Anlage, wie z. B. eine Maschine, ein Fahrzeug oder ein Gebäude, zu erhalten. Sie helfen Unternehmen zu verstehen, wie verschiedene Komponenten zusammenwirken und die Gesamtleistung beeinflussen. Diese Zwillinge sind für ein umfassendes Anlagenmanagement unerlässlich und ermöglichen vorausschauende Wartungspläne, die auf tatsächlichen Nutzungsmustern und nicht auf vorher festgelegten Intervallen basieren. Ein digitaler Zwilling einer Windturbine auf Anlagenebene kann beispielsweise Daten von allen Komponenten integrieren, um die Energieerzeugung zu optimieren und Ausfallzeiten zu reduzieren.

Digitale Zwillinge auf Systemebene

Zwillinge auf Systemebene stellen ganze Systeme oder Netzwerke miteinander verbundener Anlagen dar, z. B. eine Fabrikhalle, eine Industrieanlage, ein Stromnetz oder ein Verkehrsnetz. Sie modellieren komplexe Wechselwirkungen zwischen mehreren Anlagen und ihrer Umgebung, geben Einblick in die systemweite Leistung und zeigen Optimierungsmöglichkeiten auf. Diese Zwillinge werden in zunehmendem Maße auf den Menschen angewandt, z. B. in den Bereichen Gesundheitswesen, Finanzmanagement und Kundenerfahrung, um personalisierte Modelle zu erstellen, die individuelle Verhaltensweisen und Bedürfnisse widerspiegeln.

Digitale Zwillinge auf Unternehmensebene

Zwillinge auf Unternehmensebene verbinden Zwillinge auf Systemebene, um einen umfassenden Überblick über die Abläufe in einem Unternehmen zu erhalten. Sie konzentrieren sich auf die Überwachung und Optimierung von Geschäftsaktivitäten und -ergebnissen auf hoher Ebene und integrieren Daten aus verschiedenen Abteilungen und Prozessen. Enterprise Twins helfen Führungsteams dabei, fundierte strategische Entscheidungen zu treffen, indem sie die potenziellen Auswirkungen von Änderungen vor der Implementierung simulieren, Risiken reduzieren und die Ressourcenzuweisung verbessern.

Digitale Zwillinge auf Prozessebene

Zwillinge auf Prozessebene modellieren End-to-End-Geschäftsprozesse und Arbeitsabläufe und konzentrieren sich dabei auf relevante Unternehmensanwendungen, um vollständige Prozessmodelle zu erstellen. Mit diesen Zwillingen können Unternehmen unternehmensübergreifende und ökosystemübergreifende Prozesse überwachen und optimieren, z. B. Lieferkettenmanagement, Kundenerfahrung und Finanzoperationen. Durch die Simulation von Prozessänderungen und deren möglichen Auswirkungen können Unternehmen Ineffizienzen erkennen und Verbesserungen sicher umsetzen.

Die drei Dimensionen des digitalen Zwillings eines Produkts

Digitale Zwillinge von Produkten umfassen in der Regel drei Schlüsseldimensionen, die ein umfassendes Verständnis des Produkts während seines gesamten Lebenszyklus ermöglichen:

Physikalische Dimension

Die physische Dimension stellt die Materialeigenschaften, die Geometrie und die Struktur des Produkts dar. Sie erfasst die greifbaren Aspekte des Produkts, einschließlich seiner Komponenten, Verbindungen und physischen Eigenschaften. Diese Dimension dient als Grundlage für den digitalen Zwilling und bildet das Grundgerüst, auf dem die anderen Dimensionen aufbauen. Moderne Technologien wie 3D-Scannen, Photogrammetrie und computergestütztes Design (CAD) werden eingesetzt, um genaue physikalische Darstellungen zu erstellen, die als Grundlage für Simulationen und Tests dienen.

Verhaltensmässige Dimension

Die Verhaltensdimension modelliert, wie das Produkt unter verschiedenen Bedingungen funktioniert und sich verhält. Sie umfasst Betriebsparameter, Leistungskennzahlen und Reaktionsmerkmale, die das Verhalten des Produkts in realen Szenarien definieren. Diese Dimension ermöglicht es Unternehmen, die Produktleistung in unterschiedlichen Umgebungen und Nutzungsmustern zu simulieren und so potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie im physischen Produkt auftreten. Die Verhaltensdimension umfasst häufig physikalisch basierte Modellierung, mathematische Algorithmen und historische Leistungsdaten, um zukünftiges Verhalten vorherzusagen.

Kontextuelle Dimension

Die kontextuelle Dimension umfasst die Umgebung des Produkts, die Interaktion mit dem Benutzer und externe Faktoren, die den Betrieb des Produkts beeinflussen. Dabei werden Elemente wie Nutzungsmuster, Umweltbedingungen, gesetzliche Anforderungen und Markttrends berücksichtigt, die sich auf die Leistung und den Lebenszyklus des Produkts auswirken. Diese Dimension liefert den entscheidenden Kontext, um zu verstehen, wie das Produkt in realen Situationen funktioniert und wie externe Faktoren seine Leistung und Langlebigkeit beeinflussen. Kontextbezogene Informationen helfen Unternehmen, fundiertere Entscheidungen über Produktverbesserungen, Wartungspläne und den Zeitpunkt der Ausmusterung zu treffen.

Was ist ein digitaler Zwilling der Lieferkette?

Ein digitaler Zwilling der Lieferkette ist ein detailliertes Simulationsmodell, das das gesamte Ökosystem der Lieferkette eines Unternehmens nachbildet, von der Rohstoffbeschaffung bis zur Auslieferung des Endprodukts. Es bezieht Echtzeitdaten von jedem Schritt in der Lieferkette ein, einschließlich Informationen von Lieferanten, Lagerbeständen, Produktionsplänen, Transportlogistik und Nachfragemustern. Durch die Erstellung eines umfassenden virtuellen Abbilds der Lieferkette können Unternehmen ihre Abläufe mit noch nie dagewesener Präzision visualisieren, überwachen und optimieren. Digitale Zwillinge in der Lieferkette ermöglichen es Unternehmen,:

• Prognostizieren Sie mögliche Störungen und entwickeln Sie Notfallpläne.
• Optimieren Sie die Lagerbestände an mehreren Standorten.
• Simulieren Sie verschiedene Szenarien, um die effizientesten Logistikstrategien zu ermitteln.
• Reduzierung von Abfall und Verbesserung der Nachhaltigkeit in der gesamten Lieferkette.
• Verbesserung der Transparenz und Rückverfolgbarkeit im gesamten Netz.
• Verbesserung der Zusammenarbeit mit Lieferanten und Partnern durch gemeinsame Erkenntnisse.

Laut IDC werden bis 2023 30% der Hersteller ihren digitalen Zwilling mit Echtzeit-Signaltransponderdaten erweitern, was zu einer Reduzierung der logistischen Engpässe in den Produktions- und Lagerbereichen um 80% führen wird. Die Integration digitaler Zwillinge in der Lieferkette mit kollaborativen B2B-Netzwerkplattformen unterstützt Ökosysteme, die Agilität, Kontrolle und Widerstandsfähigkeit ermöglichen und gleichzeitig digitale Konnektivität zur Koordinierung physischer Aktivitäten über Netzwerke hinweg bieten.

Andere Arten von digitalen Zwillingen und ihr Wert

Über die üblichen Kategorien hinaus entstehen spezialisierte digitale Zwillinge, die spezifische Branchenanforderungen erfüllen und einen einzigartigen Wert schaffen:

Industrielle digitale Zwillinge

Industrielle digitale Zwillinge sind virtuelle Nachbildungen physischer industrieller Systeme, wie Maschinen, Produktionslinien oder ganzer Anlagen. Sie integrieren Echtzeitdaten von Sensoren, IoT-Geräten und betrieblichen Systemen, um das Verhalten, die Leistung und den Zustand der physischen Anlage widerzuspiegeln. In Branchen wie der Fertigungsindustrie, der Energiewirtschaft und anderen Industrieanlagen ermöglichen digitale Zwillinge eine vorausschauende Wartung, Prozessoptimierung und Szenariosimulation, wodurch die Effizienz gesteigert und die Kosten gesenkt werden. Durch den Einsatz von KI, maschinellem Lernen und Analysen liefern sie verwertbare Erkenntnisse, verbessern die Entscheidungsfindung und unterstützen Innovationen, während gleichzeitig Ausfallzeiten und Risiken in der physischen Umgebung minimiert werden.

Digitale Zwillinge der Kunden

Digitale Zwillinge von Kunden modellieren individuelle Verhaltensweisen, Vorlieben und Interaktionen von Kunden, um personalisierte Erfahrungen und Angebote zu schaffen. Diese Zwillinge analysieren historische Daten, aktuelles Verhalten und Prognosemodelle, um Kundenbedürfnisse zu antizipieren und Interaktionsstrategien zu optimieren. Finanzinstitute nutzen zunehmend digitale Zwillinge ihrer Kunden, um Präferenzen und Verhaltensmuster zu modellieren und so Produkte und Dienstleistungen besser auf die Kundenbedürfnisse abstimmen zu können. Einigen Schätzungen zufolge kann ein menschlicher digitaler Zwilling in nur zwei Wochen erstellt werden und kann die Kundenzufriedenheit und -treue erheblich verbessern und gleichzeitig die Umsatzmöglichkeiten erhöhen.

Digitale Zwillinge für intelligente Städte

Smart-City-Zwillinge integrieren Daten aus verschiedenen städtischen Systemen - Verkehr, Energie, Wasser, Abfallwirtschaft und öffentliche Dienste - um umfassende Modelle der städtischen Umwelt zu erstellen. Diese Zwillinge helfen Stadtplanern und -managern, die Ressourcenzuweisung zu optimieren, die Bereitstellung von Dienstleistungen zu verbessern und die Lebensqualität der Einwohner zu erhöhen. Sie können die Auswirkungen neuer Infrastrukturprojekte, politischer Veränderungen oder Notfallszenarien simulieren und so den Entscheidungsträgern wertvolle Erkenntnisse liefern. So wurden beispielsweise digitale Zwillinge zur Modellierung von Verkehrsmustern und zur Optimierung der Signalsteuerung eingesetzt, um Staus und Emissionen in städtischen Gebieten zu verringern.

Digitale Zwillinge im Gesundheitswesen

Zwillinge des Gesundheitswesens modellieren die Physiologie der Patienten, die Reaktionen auf Behandlungen und die Gesundheitssysteme, um die Ergebnisse für die Patienten und die betriebliche Effizienz zu verbessern. Patientenspezifische digitale Zwillinge können simulieren, wie der Einzelne auf verschiedene Behandlungen reagieren könnte, was personalisierte medizinische Ansätze ermöglicht. Auf Systemebene können Zwillinge des Gesundheitswesens den Krankenhausbetrieb, die Ressourcenzuweisung und die Behandlungspfade optimieren. Diese Zwillinge sind besonders wertvoll für das Management chronischer Krankheiten, die Planung von Operationen und die Entwicklung medizinischer Geräte, wo sie durch genaue Simulationen Risiken verringern und Ergebnisse verbessern können.

Digitale Zwillinge neu interpretiert: Der OpenText-Ansatz

OpenText stellt digitale Zwillinge neu vor, indem es sich in den Mittelpunkt von vernetzten Ökosystemen und dem Internet der Wolken stellt. Wir spielen eine entscheidende Rolle bei der Einführung von Cloud, Sicherheit und künstlicher Intelligenz, die allesamt Schlüsseltechnologien für die Erstellung und Verwaltung digitaler Zwillinge sind. Unser Rahmenwerk für den digitalen Zwilling enthält wichtige Komponenten für das Informationsmanagement, die als horizontale Fäden im digitalen Gefüge fungieren und vertrauenswürdige, autonome und sichere digitale Repräsentationen von Maschinen, Prozessen und Systemen über deren gesamten Lebenszyklus hinweg schaffen. Hier sind einige der Lösungen, die OpenText anbietet:

Content-Management-Lösungen

OpenText™ Content Cloud verwaltet kritische Dokumentationen im Zusammenhang mit Anlagen, einschließlich Gerätehandbüchern, Produktdatenblättern, Sicherheitshandbüchern, Arbeitsaufträgen und Installationsbildern. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Unterlagen zu den physischen Vermögenswerten ordnungsgemäß organisiert, zugänglich und über den gesamten Lebenszyklus der Vermögenswerte hinweg gepflegt werden, was einen wichtigen Kontext für digitale Zwillinge darstellt.

KI-Inhaltsverwaltung

OpenText™ Content Aviator unterstützt die Arbeit mit KI-Content-Management und dient als intelligenter KI-Assistent, um schnell Antworten auf Fragen in der Asset-Dokumentation zu finden. Diese Funktion verbessert die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Informationsabrufs erheblich und ermöglicht es Projekt-, Konstruktions-, Betriebs- und Wartungsteams, ohne aufwändige manuelle Suche auf wichtige Informationen über die in digitalen Zwillingen dargestellten Anlagen zuzugreifen.

Automatisierung der Supply Chain

OpenText™ Business Network Cloud ermöglicht die sichere gemeinsame Nutzung von Maschinensensoren und den B2B-Datenaustausch zwischen Anlagenbesitzern, Herstellern und Felddienstleistern. Niemand sollte zum Telefon greifen, eine E-Mail senden oder nach Tracking-Nummern suchen müssen, um herauszufinden, wann ein wichtiges Teil oder eine wichtige Dienstleistung voraussichtlich eintreffen wird. Digitale Zwillinge haben einen vollständigen und reibungslosen Einblick in B2B-Transaktionsinformationen, die sich auf den physischen Vermögenswert beziehen. Dies erleichtert die Automatisierung der Lieferkette und hilft bei der Vorhersage von Fehlern, bevor sie auftreten, wodurch die Vorhersagefähigkeiten von digitalen Zwillingen über Unternehmensgrenzen hinweg verbessert werden.

KI für die Lieferkette

OpenText™ Business Network Aviator bietet Einblicke mit generativer KI für Lieferketten und fungiert als virtueller Berater, um schnell Informationen darüber abzurufen, wann Ersatzteile, Austausch oder Service eintreffen werden. Sie kann auch andere Informationen über Verkäufertransaktionen aufzeigen, die sich auf Maschinen auswirken, und so die Reaktionsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit der in digitalen Zwillingen dargestellten Lieferketten verbessern.

Analytische Lösungen

OpenText™ Analytics Cloud bereichert die Anlagendokumentation, analysiert Anlagenbilder auf gefährliche Zustände, bietet Big-Data-Analysen für die vorausschauende Wartung und weitere Anwendungsfälle. Diese Funktionen verbessern die Analysefähigkeit von digitalen Zwillingen und ermöglichen tiefere Einblicke in das Verhalten und die Leistungsmuster von Anlagen.

Generative KI für die Analytik

Die OpenText™ Aviator Plattform bewältigt die Herausforderung der digitalen Zwillingsanalyse im großen Maßstab. Diese Plattform nutzt mehr als 150 Konnektoren, um sich mit verschiedenen Datenquellen zu verbinden, die zur Erstellung von digitalen Zwillingen beitragen. Eine Analyseplattform, die für Geschwindigkeit und Skalierung optimiert ist, wird verwendet, um Muster zu erkennen und Ergebnisse vorherzusagen, die durch herkömmliche Analysen nicht ersichtlich sind, was einen erheblichen Mehrwert für die Implementierung des digitalen Zwillings darstellt.

Customer Experience Management

OpenText™ Experience Cloud verbessert die Diskussion über Assets durch Drohnenvideos, Qualitätsmanagement für technische Supportanrufe und Crowdsourced Information für verteilte Assets. Diese Lösung verbindet die Dimension der menschlichen Erfahrung mit digitalen Zwillingen und liefert zusätzlichen Kontext und Erkenntnisse von Nutzern und Betreibern.

Generative KI für das Kundenerlebnis

OpenText™ Experience Aviator steigert die Kommunikation und das Erfolgserlebnis, indem es maßgeschneiderten Content erstellt, um Kunden, Partner oder andere Stakeholder über die Asset Performance zu informieren. Diese Fähigkeit hilft bei der Umsetzung von Erkenntnissen des digitalen Zwillings in umsetzbare Kommunikation, die die betrieblichen Ergebnisse verbessert.

IT-Operationsmanagement

OpenText™ Observability and Service Management Cloud bietet Service Management und Network Operations Management, um die Geräteüberwachung, Konfiguration und Lösungszeit zu beschleunigen. Diese Lösung stellt sicher, dass die IT-Infrastruktur, die digitale Zwillinge unterstützt, zuverlässig und sicher ist und optimal funktioniert.

Generative KI für das Servicemanagement

OpenText™ Service Management Aviator ermöglicht es Anwendern, Service-Agenten und IT-Mitarbeitern, über einen virtuellen Agenten die Antworten zu finden, die sie benötigen, um Probleme schnell zu lösen. Dies verkürzt die Lösungszeit und verbessert die Servicequalität bei Problemen, die durch die Überwachung des digitalen Zwillings erkannt werden.

Cybersecurity-Lösungen

OpenText™ Cybersecurity Cloud wehrt ausgefeilte Cyberangriffe auf die Energie- und Ressourceninfrastruktur ab und sorgt dafür, dass digitale Zwillinge und die Systeme, mit denen sie verbunden sind, sicher und vor Bedrohungen geschützt bleiben. Dies ist besonders kritisch, da digitale Zwillinge oft Zugang zu operativen Technologiesystemen bieten, die anfällig für Angriffe sein könnten.

Generative KI für Cybersicherheit

OpenText™ Cybersecurity Aviator verbessert die Sicherheitslage mit KI-Cybersecurity und agiler Bedrohungserkennung und bietet verhaltensbasierte Suche und Erkennung von Cyber-Bedrohungen. Diese Lösung hilft bei der Erkennung und Eindämmung von Sicherheitsrisiken, die die Integrität des digitalen Zwillings oder der von ihm überwachten Systeme gefährden könnten.

DevOps-Lösungen

OpenText™ DevOps Cloud rationalisiert die Bereitstellung von Software, die die Erstellung von digitalen Zwillingen und die Darstellung von Assets verbessert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anwendungen des digitalen Zwillings effizient entwickelt, getestet und eingesetzt werden, mit angemessenen Qualitätskontrollen und kontinuierlicher Verbesserung.

Generative KI für DevOps

OpenText™ DevOps Aviator ermöglicht eine schnellere Anwendungsbereitstellung, Entwicklung und automatisierte Softwaretests, um die Qualität, Zuverlässigkeit und Skalierung von digitalen Zwillingen zu verbessern. Diese Lösung beschleunigt den Entwicklungszyklus von Anwendungen des digitalen Zwillings und stellt sicher, dass sie aktuell, robust und auf die Geschäftsanforderungen abgestimmt sind.

Ansatz für das Informationsmanagement

OpenText's Informationsmanagement (IM) Ansatz für die Implementierung des digitalen Zwillings beinhaltet Partnerschaften auf Produktebene mit Lösungsanbietern wie SAP, Microsoft und Salesforce. Diese Integrationen rationalisieren Prozesse, verbessern die Zusammenarbeit und verbessern die Informationsverwaltung. Der Einsatz eines IM-Systems zur Zusammenführung von Informationssilos ist entscheidend für die erfolgreiche Implementierung von Lösungen für den digitalen Zwilling, die über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen einen maximalen Nutzen bringen.

Organisationen, die bereits digitale Zwillinge nutzen

Die Technologie des digitalen Zwillings hat sich in verschiedenen Branchen durchgesetzt, wobei die folgenden Trends und Implementierungen hervorzuheben sind:

Fertigung und Industrie

Laut Gartner erwartet die Hälfte der Großunternehmen, dass sie bis 2023 digitale Zwillinge einsetzen werden, und ein Drittel der mittleren bis großen Unternehmen wird mindestens einen digitalen Zwilling in Verbindung mit einem COVID-19-motivierten Anwendungsfall implementiert haben. Speziell in der Fertigung werden bis 2023 30% der Hersteller ihren digitalen Zwilling mit Echtzeit-Signaltransponderdaten erweitern, was zu einer Reduzierung der logistischen Engpässe in den Fertigungs- und Lagerbereichen um 80% führen wird.

Energie und Versorgungsunternehmen

Im Energie- und Rohstoffsektor sind digitale Zwillinge aufgrund des kapitalintensiven Charakters dieser Branchen zunehmend von Bedeutung. Mit einem Verhältnis von Bruttoanlagevermögen, Sachanlagen und Mitarbeitern, das etwa zehnmal höher ist als in anderen Branchen (2.000.000 $ Brutto-PP&E pro Mitarbeiter), nutzen diese Unternehmen digitale Zwillinge zur Verwaltung komplexer Infrastrukturen. Das britische Pilotprogramm National Underground Asset Register (NUAR) dient als Beispiel, an dem sich 42 Anlagenbesitzer beteiligt haben, um einen digitalen Zwilling zu erstellen, der 1,5 Millionen Kilometer unterirdischer Leitungen abbildet und einen geschätzten finanziellen Wert von 245 Millionen Pfund pro Jahr hat.

Intelligente Gebäude

Das Amsterdamer "The Edge" ist als eines der intelligentesten Gebäude der Welt bekannt. Es verfügt über fast 30.000 Sensoren, die nutzergenerierte Inhalte in einen "Datensee" einspeisen, um die Betreiber bei der Verwaltung ihrer hochmodernen Anlage zu unterstützen. Anhand der Daten können Betriebs- und Wartungsleiter vorhersagen, welche Bereiche am meisten Instandhaltung und Ressourcen benötigen. Die Analysten des Centre for Digital Built Britain stellen jedoch fest, dass selbst diese Implementierung von einer besseren Integration der Gebäudedatenmodellierung (BIM) profitieren könnte, um die enormen Datenmengen, die erzeugt werden, besser verarbeiten zu können.

Branchenübergreifende Einführung

Schätzungen zufolge können 65 Prozent der weltweiten Hersteller 10 Prozent ihrer Betriebskosten durch den Einsatz von digitalen Zwillingen einsparen. Unternehmen, die digitale Zwillinge einführen, senken in der Regel die Wartungskosten um 10-40% und verringern die Ausfallzeiten ihrer Anlagen um 35-50%. Einem kürzlich erschienenen Bericht von EY zufolge kann die Verwendung genauer digitaler Zwillinge die Effizienz von Wartung und Betrieb um 35% steigern.

Wie Unternehmen die Technologie des digitalen Zwillings nutzen

Unternehmen setzen digitale Zwillinge ein, um bestimmte geschäftliche Herausforderungen zu bewältigen und auf vielfältige Weise Mehrwert zu schaffen:

Vorausschauende Wartung und Anlagenoptimierung

Digitale Zwillinge überwachen den Zustand der Geräte in Echtzeit und sagen den Wartungsbedarf voraus, bevor es zu Ausfällen kommt. Dieser Ansatz reduziert die Ausfallzeiten, verlängert die Lebensdauer der Anlagen und optimiert die Wartungspläne auf der Grundlage der tatsächlichen Bedingungen und nicht der vorgegebenen Intervalle. Unternehmen, die eine vorausschauende Wartung mit Hilfe digitaler Zwillinge durchführen, senken in der Regel die Wartungskosten um 10-40% und verringern die Ausfallzeiten ihrer Anlagen um 35-50%.

Produktdesign und -entwicklung

Digitale Zwillinge beschleunigen Innovationen, indem sie virtuelles Prototyping, Testen und Validierung ohne physische Modelle ermöglichen. Diese Fähigkeit reduziert die Entwicklungszeit, senkt die Kosten und verbessert die Produktqualität durch umfangreiche Simulationen. Laut McKinsey können digitale Zwillingstechnologien den Umsatz um bis zu 10% steigern, die Markteinführungszeit um bis zu 50% verkürzen und die Produktqualität um 25% verbessern.

Produktionsplanung und -optimierung

Digitale Zwillinge simulieren Fertigungsprozesse, um Engpässe zu erkennen, Arbeitsabläufe zu optimieren und die Ressourcenauslastung zu verbessern. Diese Anwendung steigert die Produktivität, reduziert die Verschwendung und erhöht die betriebliche Flexibilität als Reaktion auf veränderte Bedingungen. Hersteller, die digitale Zwillinge zur Produktionsoptimierung einsetzen, berichten in der Regel von Effizienzsteigerungen von 15-20% und einer Abfallreduzierung von 10-15%.

Qualitätskontrolle und Einhaltung der Vorschriften

Digitale Zwillinge überwachen Produktionsprozesse in Echtzeit, identifizieren Qualitätsprobleme und gewährleisten die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Dadurch werden Fehler reduziert, Rückrufe minimiert und eine gleichbleibende Produktqualität über alle Produktionsläufe hinweg gewährleistet. Durch die Einführung des digitalen Zwillings konnten die Fehlerquoten um bis zu 25% gesenkt und gleichzeitig die Dokumentation zur Einhaltung von Vorschriften rationalisiert werden.

Kundenerfahrung und Dienstleistungserbringung

Digitale Zwillinge modellieren Kundeninteraktionen und Servicebereitstellungsprozesse, um die Zufriedenheit und Loyalität zu erhöhen. Diese Anwendung personalisiert Erfahrungen, optimiert Serviceabläufe und identifiziert Verbesserungsmöglichkeiten auf der Grundlage des tatsächlichen Kundenverhaltens. Unternehmen, die digitale Zwillinge für das Kundenerfahrungsmanagement einsetzen, verzeichnen in der Regel eine Verbesserung der Kundenzufriedenheit (10-15% ) und höhere Kundenbindungsraten.

Widerstandsfähigkeit und Optimierung der Lieferkette

Digitale Zwillinge simulieren Lieferkettenszenarien, um Schwachstellen zu erkennen, die Logistik zu optimieren und die End-to-End-Transparenz zu verbessern. Diese Anwendung verbessert die Bestandsverwaltung, senkt die Transportkosten und erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Störungen. Unternehmen, die digitale Zwillinge in der Lieferkette implementieren, berichten von Bestandsreduzierungen von 15-30% bei gleichzeitiger Beibehaltung oder Verbesserung der Servicequalität und einer deutlich verbesserten Fähigkeit, auf Störungen zu reagieren.

Intelligente Assistenten

Digitale Zwillinge sind mehr als digitale Abbilder von Menschen, Prozessen und Dingen. Es handelt sich um virtuelle und intelligente Assistenten, mit denen Menschen in Kontakt treten, Fragen stellen und im Gegenzug vertrauenswürdige und sichere Antworten erwarten können. Wann wurden Sie zum Beispiel das letzte Mal kalibriert? Wann war Ihr letzter Misserfolg und was war die Ursache? Wie hoch ist Ihr Druck?

Herausforderungen bei der Entwicklung und Umsetzung des digitalen Zwillings

Trotz ihrer bedeutenden Vorteile stehen Unternehmen bei der Entwicklung und Implementierung digitaler Zwillinge vor mehreren Herausforderungen:

Datenqualität und -integration

Digitale Zwillinge erfordern qualitativ hochwertige, konsistente Daten aus verschiedenen Quellen, deren Beschaffung und Integration schwierig sein kann, insbesondere in Unternehmen mit fragmentierten Systemen und uneinheitlichen Datenpraktiken. Eine schlechte Datenqualität kann zu ungenauen Modellen und unzuverlässigen Erkenntnissen führen, was den Wert des digitalen Zwillings untergräbt. Unternehmen müssen robuste Data-Governance-Rahmenwerke, Standardisierungsprozesse und Integrationsfunktionen entwickeln, um sicherzustellen, dass ihre digitalen Zwillinge die physische Realität genau widerspiegeln.

Technische Komplexität und Fachwissen

Der Aufbau und die Pflege digitaler Zwillinge erfordert Fachwissen aus mehreren Bereichen, darunter Datenwissenschaft, Modellierung, domänenspezifisches Wissen und Softwareentwicklung. Viele Unternehmen haben Schwierigkeiten, Teams mit den erforderlichen Fähigkeiten zusammenzustellen oder Partner mit geeigneten Fähigkeiten zu finden. Investitionen in Schulungsprogramme für ein grundlegendes Verständnis des Informationsmanagements, die Einrichtung von Kompetenzzentren und die Bildung strategischer Partnerschaften mit Technologieanbietern können dazu beitragen, diese Wissenslücken zu schließen.

Skalierbarkeit und Systemarchitektur

Da digitale Zwillinge immer komplexer und umfangreicher werden, stehen Unternehmen vor der Herausforderung, skalierbare Architekturen zu entwerfen, die den wachsenden Datenmengen und Rechenanforderungen gerecht werden. Der Übergang von Pilotprojekten zu unternehmensweiten Implementierungen erfordert oft erhebliche Investitionen in die Infrastruktur und eine Überarbeitung der Architektur. Cloud-basierte Plattformen, modulare Designansätze und gut definierte Skalierungsstrategien sind für die Bewältigung des Wachstums bei der Implementierung des digitalen Zwillings unerlässlich.

Bedenken hinsichtlich Sicherheit und Datenschutz

Digitale Zwillinge sammeln und verarbeiten sensible betriebliche Daten, die im Falle einer Kompromittierung ein Sicherheitsrisiko darstellen könnten. Unternehmen müssen robuste Sicherheitsmaßnahmen einführen, um sowohl die Zwillinge als auch die Systeme zu schützen, mit denen sie verbunden sind. Wenn digitale Zwillinge personenbezogene Daten enthalten (z. B. bei Anwendungen für Kunden oder im Gesundheitswesen), müssen außerdem Datenschutzbedenken sorgfältig berücksichtigt werden. Umfassende Sicherheitsrahmen, regelmäßige Audits und die Grundsätze des "eingebauten Datenschutzes" sollten in alle Initiativen zum digitalen Zwilling integriert werden.

Rechtfertigung der Investitionsrendite

Initiativen für den digitalen Zwilling erfordern oft erhebliche Vorabinvestitionen, bevor sie messbare Ergebnisse liefern, was es schwierig macht, die Genehmigung des Budgets und die Unterstützung der Interessengruppen sicherzustellen. Unternehmen müssen klare Geschäftsszenarien entwickeln, geeignete Messgrößen festlegen und Quick Wins identifizieren, die den Wert der Lösung schon früh im Implementierungsprozess demonstrieren. Stufenweise Ansätze, die mit hochwertigen Anwendungsfällen beginnen, können dazu beitragen, eine Dynamik und Unterstützung für eine breitere Einführung des digitalen Zwillings aufzubauen.

Kulturelle und organisatorische Hindernisse

Die erfolgreiche Einführung digitaler Zwillinge erfordert oft erhebliche Änderungen der Arbeitsabläufe, Entscheidungsfindungsmethoden und Organisationsstrukturen. Der Widerstand gegen diese Veränderungen kann die Akzeptanz untergraben und den Wert der Investitionen in den digitalen Zwilling begrenzen. Change-Management-Strategien, die Unterstützung durch die Unternehmensleitung und nutzerzentrierte Designansätze sind entscheidend für die Überwindung dieser Hindernisse und die Förderung einer Kultur, die den digitalen Wandel unterstützt.

Fazit

Digitale Zwillinge stellen eine grundlegende Veränderung in der Art und Weise dar, wie Unternehmen ihre physischen Vermögenswerte, Prozesse und Systeme verstehen, verwalten und optimieren. Durch die Erstellung dynamischer, datengesteuerter virtueller Repliken erhalten Unternehmen beispiellose Einblicke, verbessern die betriebliche Effizienz, senken die Kosten und treiben die Innovation in ihren Betrieben voran. Da sich die Technologie des digitalen Zwillings weiterentwickelt und mit Fortschritten in den Bereichen KI, IoT und Datenanalyse integriert wird, werden ihre Anwendungen und ihr Wert weiter zunehmen und sie zu einer wesentlichen Fähigkeit für Unternehmen machen, die einen Wettbewerbsvorteil anstreben. Durch die Neukonzeption digitaler Zwillinge als umfassende Informationsnetze, die Systeme und Prozesse miteinander verbinden, können Unternehmen skalierbare, intelligente Darstellungen erstellen, die die betriebliche Leistung erheblich verbessern.

Die Implementierung digitaler Zwillinge ist zwar mit Herausforderungen verbunden, insbesondere in Bezug auf Datenqualität, Fachwissen und organisatorische Veränderungen, doch die potenziellen Vorteile überwiegen diese Hindernisse bei weitem. Unternehmen, die diese Herausforderungen mit Hilfe von Informationsmanagement-Technologien und Best Practices erfolgreich meistern, sind besser in der Lage, sich an veränderte Bedingungen anzupassen, ihre Leistung zu optimieren und nachhaltige Werte für alle Beteiligten zu schaffen.

In dem Maße, wie digitale Zwillinge reifen und leichter zugänglich werden, werden sie nicht nur zu einem Wettbewerbsvorteil, sondern auch zu einer grundlegenden Voraussetzung für operative Exzellenz in allen Branchen, insbesondere in anlagenintensiven Sektoren. Die Entwicklung des digitalen Zwillings stellt einen bedeutenden Wandel dar, der jedoch für Unternehmen, die bereit sind, diesen leistungsstarken Ansatz zur Verbindung der physischen und digitalen Welt zu nutzen, beträchtliche Gewinne in Bezug auf Effizienz, Innovation und Nachhaltigkeit verspricht.