Digitaler Zwilling vs. Digitaler Schatten

Indus­trie 4.0 – ein Begriff, den man heutzu­tage unzäh­lige Male hört und um den man nicht herumkommt. In diesem Zusam­men­hang fall­en weit­ere Schlag­wörter, wie Big Data, Data Min­ing, aber auch Dig­i­taler Zwill­ing oder dig­i­taler Schat­ten. Was ist der Unter­schied zwis­chen Dig­i­taler Zwill­ing und Dig­i­taler Schat­ten – das klären wir in diesem Artikel.

Ehe wir uns mit dem eigentlichen The­ma des Artikels beschäfti­gen, soll­ten wir den Begriff Indus­trie 4.0 klären und einen kurzen Blick darauf wer­fen. Die Def­i­n­i­tion des vom Bun­desmin­is­teri­um für Bil­dung und Forschung (BMBF) ini­ti­ierten Arbeit­skreis­es Indus­trie 4.0 lautet:

“Indus­trie 4.0 beze­ich­net die intel­li­gente Ver­net­zung von Maschi­nen und Abläufen in der Indus­trie mit Hil­fe von Infor­ma­tions- und Kom­mu­nika­tion­stech­nolo­gie. Für Unternehmen gibt es viele Möglichkeit­en, intel­li­gente Ver­net­zung zu nutzen. Zu den Möglichkeit­en zählen beispiel­sweise Flex­i­ble Pro­duk­tion, Wan­del­bare Fab­riken, Kun­den­zen­tri­erte Lösun­gen, Opti­mierte Logis­tik, Ein­satz von Dat­en und Ressourcenscho­nende Kreis­laufwirtschaft.” [1]

Glob­al­isierung und Dig­i­tal­isierung lassen sich in unser­er Welt nicht mehr weg­denken. Die Daten­ströme wer­den immer größer, schneller, unüber­sichtlich­er, aber sie haben nach wie vor ein unfass­bar großes Poten­zial, wenn man sie für sich bzw. für das Unternehmen zu nutzen weiß. Dazu gehören wie beispiel­weise Meth­o­d­en der Date­n­analyse, aber auch der dig­i­tale Schat­ten und Zwill­ing sind Konzepte und Tech­nolo­gien, die als Ziel haben, die vorhan­de­nen Dat­en zur Opti­mierung des Unternehmensgeschehens zu nutzen.

Damit kom­men wir nun zur Frage: Was ist ein dig­i­taler Schat­ten, was ein dig­i­taler Zwill­ing und worin beste­ht der Unter­schied zwis­chen den Beiden?

Dig­i­taler Schatten

Unter einem dig­i­tal­en Schat­ten ver­ste­ht man grund­sät­zlich die Gesamtheit der nachvol­lziehbaren Aktiv­itäten, Aktio­nen oder Beiträge, die von einem® NutzerIn oder Objekt im Inter­net oder auf anderen dig­i­tal­en Geräten hin­ter­lassen wer­den. Dieser wird im Englis­chen auch als dig­i­tal foot­print (deutsch: dig­i­taler Fußab­druck) beze­ich­net. Bezo­gen auf Indus­trie 4.0 han­delt es sich bei einem dig­i­tal­en Schat­ten um eine Abbil­dung von realen Prozessen, zum Beispiel in der Entwick­lung und Pro­duk­tion. Zugle­ich hin­ter­lässt jedes Pro­dukt durch Betriebs- und Zus­tands­dat­en, Prozess­dat­en etc. einen dig­i­tal­en Schat­ten. Dieser hat die Funk­tion ein­er Daten­ba­sis in der dig­i­tal­en Welt. [2], [3], [5]

Dig­i­taler Zwilling

Der dig­i­tale Zwill­ing baut auf der Grund­lage des dig­i­tal­en Schat­tens auf und ergänzt diesen um Prozess- und Sim­u­la­tion­s­mod­elle, um das reale Objekt möglichst genau abbilden zu kön­nen. Dabei ist es hinge­gen –im Gegen­satz zu einem dig­i­tal­en Schat­ten- uner­he­blich, ob das Objekt in der Real­ität schon existiert oder ob es erst noch entste­hen wird. Beispiel­sweise kann ein dig­i­taler Zwill­ing ein­er neuen Mas­chine oder ein­er Fab­rikhalle schon beste­hen, obwohl sie in echt noch nicht ange­fer­tigt wurde. Der dig­i­tale Zwill­ing ver­fügt zum Beispiel über die Pla­nungs­dat­en und Entwürfe der Fab­rikhalle und dank der Sim­u­la­tion­s­mod­elle kann die dig­i­tale Fab­rik schon vor Erbau­ung der realen Fab­rik „erbaut“ wer­den. [4], [6]

Genau hierin steckt ein erstaunlich­es Poten­zial: durch Sim­u­la­tio­nen mit dem dig­i­tal­en Zwill­ing ist es beispiel­sweise möglich, Pla­nungs- und Kon­struk­tions­fehler rechtzeit­ig zu ent­deck­en, aber auch Prozesse zu opti­mieren. Wer­den Fehler oder Schwach­stellen aufgedeckt, so ist es wiederum möglich, mit Hil­fe des dig­i­tal­en Zwill­ings Ursachen­forschung zu betreiben und Lösun­gen zu finden.

FAZIT

Die durch Indus­trie 4.0 angestrebte „intel­li­gente Ver­net­zung von Maschi­nen und Abläufen“ kann unter anderem durch die Imple­men­tierung von dig­i­tal­en Zwill­in­gen im Unternehmen erfol­gen. Hier­bei ist es möglich, durch die gesam­melten und gebün­del­ten Infor­ma­tio­nen des dig­i­tal­en Schat­tens und Prozess- sowie Sim­u­la­tion­s­mod­ellen an vie­len Stellen Opti­mierungspo­ten­tiale zu nutzen. Dabei kann es sich sowohl um eine Reduk­tion von Kosten und Mate­ri­alver­brauch, aber auch um die Früherken­nt­nis und Präven­tion von Fehlern in Entwick­lung und Pro­duk­tion handeln.

QUELLENANGABEN

 [1] https://www.plattform-i40.de/PI40/Navigation/DE/Industrie40/WasIndustrie40/was-ist-industrie-40.html (Stand: 21. Jan­u­ar 2020)

[2] Dig­i­tale Fab­rik: Meth­o­d­en und Prax­is­beispiele (2.Auflage) von Uwe Bracht, Dieter Geck­ler, Sigrid Wen­zel, S.13 [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_footprint (Stand: 21. Jan­u­ar 2020) [4] http://www.industry-analytics.de/was-ist-ein-digitaler-zwilling/ (Stand: 21. Jan­u­ar 2020) [5] https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00287-017‑1061‑2.pdf (Stand: 21. Jan­u­ar 2020) [6] https://www.ipk.fraunhofer.de/content/dam/ipk/IPK_Hauptseite/dokumente/themenblaetter/ vpe-themenblatt-digitaler-zwilling.pdf (Stand: 21. Jan­u­ar 2020)