Maschinenbau 4.0:Der digitale Zwilling optimiert die Prozesse
31. Januar 2023
Im Anlagen- und Maschinenbau wird oft an verschiedenen Orten gleichzeitig an einem Projekt gearbeitet. Dabei sind 3D-Objekte nicht selten Teil der Entwurfs- und Entwicklungsphase. Die Koordinierung mit anderen Projektbeteiligten über einen Standard-2D-Bildschirm hat jedoch Grenzen.
Ein digitaler Zwilling – die digitale Darstellung eines Objekts – spielt eine wertvolle Rolle bei der Überwindung dieser Herausforderungen. Digitale Zwillinge können tatsächliche Objekte darstellen oder ein Projekt simulieren, das sich noch in der Entwicklung befindet. Durch das Hinzufügen von virtueller oder erweiterter Realität erhalten die Nutzer eine perfekte Kombination aus Darstellung und Reproduktion.
Deswegen zählt der „digitale Zwilling“ zu den Schlüsseltechnologien für die industrielle Digitalisierung und bietet großes Potenzial für digitale und datenbasierte Services. Die wissenschaftliche Definition der „Conference on Industrial Informatics“ beschreibt den digitalen Zwilling als „ein sich entwickelndes digitales Profil des historischen und aktuellen Verhaltens eines physischen Objekts oder Prozesses, das dabei hilft, die betriebswirtschaftliche Leistung zu optimieren.
Der digitale Zwilling basiert auf umfangreichen, kumulativen Echtzeit-Datenmessungen, die dimensionsübergreifend in der realen Welt vorgenommen werden“. Im DACH-Raum hat sich das vor einem gestartete Unternehmen Transaction-Network des Maschinenbau-Experten Gert Bart auf digitale Zwillinge spezialisiert.
Digitaler Zwilling entscheidend für weitere Digitalisierung
Es gelang bereits, große Namen der Branche wie den Verpackungshersteller Schubert und die United Grinding Group als Kunden zu gewinnen. Der Zeitpunkt für die Gründung lag genau richtig, denn der „Digitale Zwilling“ wird in den nächsten Jahren eine entscheidende Rolle in der industriellen Digitalisierung spielen.
Das betont das Berliner Institut für Innovation und Technik: „Ein immer wichtiger werdendes Element der digitalen Transformation ist der digitale Zwilling als softwarebasiertes, virtuelles Abbild des Produkts. Ein solcher digitaler Zwilling kann die Basis bilden für eine kürzere Produkteinführungszeit, für eine virtuelle Inbetriebnahme und damit eine verkürzte reale Inbetriebnahme von Anlagen, für vorausschauende Wartung und höhere Verfügbarkeit, für minimierte Rüstprozesse und höhere Maschinenlaufzeiten, für größere Transparenz im Produktionsprozess und Vermeidung von Verschwendung (im Sinne von Lean Management) sowie für digitale Services und neue Geschäftsmodelle“. Bei dem Schlagwort Fabrik 4.0 spielen die „Avatare“ eine entscheidende Rolle.
Auch ein digitaler Zwilling durchläuft mehrere Entwicklungsschritte
Um erfolgreich den Digitalen Zwilling einzuführen, ist es wichtig, die verschiedenen Stadien entlang des Produktlebenszyklus zu verstehen. Der Asset-Twin ist die erste Stufe und stellt eine reine digitale Abbildung der Maschine als as-built dar.
Die nächste Ausbaustufe ist der Product-Twin, der durch die Anreicherung des Asset-Twins mit Echtzeitdaten entsteht. Dadurch können komplexe Zusammenhänge für vorausschauende Instandhaltung und Monitoring erkannt werden.
Der Line-Twin betrachtet die Maschine in ihrem Produktionsumfeld und ermöglicht die Simulation von Prozessen über ganze Produktionslinien hinweg sowie die Erkennung von Missständen. Unternehmen, die sich erst am Anfang ihrer digitalen Transformation befinden, sollten ihre Anstrengungen auf die Erstellung des Asset-Twins konzentrieren. Dies beinhaltet die Zusammenführung von Daten aus unterschiedlichen Systemen, insbesondere aus CAD-Programmen, auf einer Plattform, um ein Industrial Asset Management zu ermöglichen.
Diese Grundlage ist unerlässlich für weitere Digitalisierungs- und datenbasierte Services wie Ersatzteilverkauf, Service und Monitoring. Durch die Zusammenführung der Daten auf einer Plattform kann eine systematische Verwaltung der installierten Maschinenbasis ermöglicht werden.
Mehr Umsätze im After Sales
Das Asset Management, auch bekannt als Asset-Twin, bildet die Grundlage für jede weitere Digitalisierung und den Ausbau datenbasierter Services. Der größte Mehrwert entsteht, wenn weitere After-Sales-Prozesse wie Ersatzteilverkauf, Service und Monitoring direkt mit dem Asset-Twin verzahnt werden.
Transaction-Network stellt deswegen dem Maschinen- und Anlagenbau ein Kundenportal für die Interaktion mit dessen Endkunden im gesamten After-Sales-Service bereit. Dies beinhaltet die digitale Bereitstellung aller technischen Informationen und damit die Grundlage für den Digitalen Zwilling, einen Onlineshop für den Ersatz- und Verschleißteilvertrieb, die Durchführung und Dokumentation von Services- und Wartungen, eine Wissensdatenbank und Monitoring Applikationen. Durch das Portal kann der Maschinen- und Anlagenbau mehr Umsätze im After-Sales-Service generieren, die Kundenbindung stärken und die Wettbewerbsfähigkeit durch digitale Prozesse sichern.
Bekenntnis zu hohen Branchen-Standards
Transaction-Network ist eines der ersten Mitglieder der „Industrial Digital Twin Association“, die verpflichtende Standards für Anbieter der digitalen Avatare festgelegt hat, und arbeitet mit deren Asset Administration Shell (AAS). Matthias Maier, CTO von Transaction-Network und hauptverantwortlich für die technische Umsetzung, betont: „Mit unserer praktischen Umsetzung in Form der AAS-Integration sind wir ein ‚Enabler‘ selbst für Maschinenbauer, die sich noch nicht so intensiv mit der Verwaltungsschale und dem Digitalen Zwilling beschäftigen“.
In fünf Jahren will das Digitalunternehmen die offene Branchenplattform für digitale After-Sales-Prozesse im Maschinen- und Anlagenbau sein und im Ökosystem Firmen, Maschinen, Daten und Menschen innerhalb der Branche miteinander vernetzen.
Seyit Binbir
