Digitaler Zwilling zur Steuerungscodevalidierung

In der Batterieproduktion werden zukünftig Extruder zum Slurry-Mischen eingesetzt. Die fehlenden Erfahrungen hierbei sind bei der Prozesssteuerung und -optimierung eine Heraus- forderung. Daher wurde ein digitaler Zwilling (DT) eines Extruders samt funktionalen Restriktionen mit der Software Siemens NX und Siemens MCD aufgebaut. Weiter wurde ein Tool zur digitalen Validierung des Steuerungscodes im DT hin- sichtlich Funktionssicherheit entwickelt. Dies ermöglicht eine Validierung und Optimierung des Codes bereits in den frühen Phasen der Steuerungsentwicklung

Digital twins: definition, application options in the product life cycle and marketing

Germany is in the digital transformation process of the economy and society. Digital transformation influences not only production and marketing, but also the consumption and use of goods. The development and use of digital twins accelerate the digital transformation process and increase the competitiveness of the German economy. So far, the focus of research has been on the use of digital twins in the production of industrial goods. This article analyzes the use of digital twins in consumer goods marketing. For this purpose, the concept of digital twins is explained, and its use is presented over the entire life cycle of durable consumer goods. Subsequently, the possibilities of use of the digital twin in marketing will be presented and an outlook on further research fields will be given

Ein Ultraleichtflugzeug, Luftbilder, KI-Algorithmen und Geofach- und Geosachdaten – wie in Landsberg am Lech durch den Einsatz neuer Technologien ein digitaler Zwilling für die Stadt-, Klimaanpassungs- und Mobilitätsplanung aufgebaut wird

Bei der Entwicklung umweltverträglicher Mobilität und der Erreichung gesetzter Klimaziele haben Kommunen einen erhöhten Informationsbedarf. Mit einer neuen Technologie werden kostengünstig ultrahoch aufgelöste Multisensor-Luftbilddaten erhoben, die neue Informationen für eine nachhaltige Stadt- und Verkehrsplanung liefern. Zur Datenanalyse werden neue KI-basierte Algorithmen entwickelt, um das Potenzial dieser neuen “big data” Datenquellen vollumfänglich nutzen zu können. Ziel dieses Forschungsprojektes ist die raum-zeitliche Analyse flächendeckender Multisensor-Luftbilddaten und die Entwicklung eines realitätsnahen, virtuellen 3D-Modells, das die Grundlage zum Aufbau eines “digitalen Zwillings” darstellt. Durch die Anreicherung und Verschneidung mit kommunalen Geobasis- und Geofachdaten wird eine “TwinCity3D”-Plattform entwickelt, welche Planungsprozesse im städtischen und ländlichen Raum wesentlich verbessert. Verschiedene Szenarien der Stadt-, Klima- und Verkehrsplanung werden untersucht und Forschungsfragen beantwortet. Mit Hilfe KI-basierter Algorithmen werden aus multitemporalen ultrahoch aufgelösten Luftbildern flächendeckend neue Informationen gewonnen. Dazu zählt die detaillierte Analyse des Stadtklimas über mehrere Jahre im Zusammenspiel von Verkehr, Bebauung und Stadtgrün sowie die Identifikation von Wärmeverlusten über Dachflächen. Die KI-basierte multitemporale Analyse des ruhenden Verkehrs im Stadtgebiet und Bilanzierung des Parkflächenverbrauchs liefert neue Informationen für eine künftige Mobilitätsplanung. Die Analyse und das Monitoring des Stadtgrüns führt zu neuen Erkenntnissen in Hinsicht auf Stadtklima und CO2-Klimabilanz. Die zu entwickelnde Datenanwendung wird Kommunen neue Informationen bereitstellen. Ein dreidimensionaler “digitaler Zwilling des Stadtgebietes” bietet weitreichende und neue Analysemöglichkeiten. Darüber hinaus wird die “TwinCity3D”-Plattform als innovatives Werkzeug für den Einsatz in öffentlichen Beteiligungsverfahren aufgebaut

Digitaler Zwilling für die additive Fertigung

Additive Fertigungsverfahren ermöglichen die Herstellung von sowohl gleichen als auch unterschiedlichen Komponenten in einem Bauvorgang. Um insbesondere für die additive Serienfertigung eine gleichbleibende Bauteilqualität zu gewährleisten, kann der Einsatz eines digitalen Zwillings sinnvoll sein. Dieser stellt hohe Anforderungen an die Datenbasis in Bezug auf Strukturierung, Rechenleistung und Datensicherheit und muss auf die relevanten Funktionen des Einsatzbereichs zugeschnitten sein.Additive manufacturing enables the production of both several identical and different components in a single printing process. To ensure consistent component quality, especially for additive series production, the application of a digital twin can be useful. This places high demands on the data basis in terms of structuring, computing power and data security and must be tailored to the relevant functions of the respective application

Wie Digitale Zwillinge in der Industrie eingesetzt werden

Digital Twins oder digitale Zwillinge ermöglichen in unterschiedlichen Branchen wie Industrie oder Medizin ganz neue Möglichkeiten. Doch was ist so ein digitaler Zwilling überhaupt? Diese Frage, und was bereits möglich ist mit solchen digital Twins im Unternehmens- und Industriebereich haben wir mit unseren Experten Prof. Stefan Jack und Dr. Nikita Aigner in einem Interview besprochen

Vom digitalen Zwilling zum digitalen Asset-Management

Der Digitale Zwilling Brücke unterstützt den Übergang von einer bisher reaktiven Erhaltung zu einem prädiktiven Lebenszyklusmanagement von Brücken. Damit wird das übergeordnete Ziel verfolgt, eine optimierte Unterstützung der Bauwerksbetreibenden bei der Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu leisten. Der digitale Zwilling eines Ingenieurbauwerks kann als ein digitales Abbild eines realen Bauwerks verstanden werden und spiegelt sämtliche Eigenschaften und sein Verhalten anhand verschiedener Modelle über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg. Der digitale Zwilling aktualisiert sich kontinuierlich, um den aktuellen Status des realen Bauwerks sowie die daraus ableitbaren Prognosen möglichst zeitnah darzustellen. Zu diesem Zweck greift er auf große Datenmengen zurück, die u. a. am realen Bauwerk, dem Reallabor, gesammelt werden. Die Umsetzung des digitalen Zwillings für Brückenbauwerke ist aktuell Forschungsgegenstand, die Entwicklung einer Gesamtkonzeption für den Digitalen Zwilling Brücke und einzelner Komponenten steht aktuell im Fokus der BASt-Forschung. Hierbei sind die Anwendung von virtueller und erweiterter Realität in der Bauwerksprüfung, die KI-basierte (teil-)automatisierte Ableitung von Bestandsmodellen, und der Einsatz von KI-Verfahren zur Erkennung von Anomalien Beispiele für die Umsetzung einzelner Komponenten. Ein möglicher Einsatz des digitalen Zwillings kann über verschiedene Anwendungsfälle erfolgen, neben dem Themenbereich Erhaltungsplanung und -durchführung“ sind die Themenbereiche „Betriebsprozesse“ sowie „Strategisches Lebenszyklusmanagement“ von Relevanz. Für den Themenbereich „Erhaltungsplanung und -durchführung“ sind u. a. die Anwendungsfälle „Schadensanalyse“ und „Intervallbezogene Zustandserfassung“ von Bedeutung

iWindow - Intelligentes Maschinenfenster

Das Verbundforschungsprojekt iWindow: Intelligentes Maschinenfenster beschäftigte sich mit der visuellen Unterstützung von Maschinenbedienern an Werkzeugmaschinen. Diese konnten bisher nur auf wenige bis keine Systeme, die sie bei ihren täglichen Aufgaben direkt an der Werkzeugmaschine unterstützen, zurückgreifen. Das Forschungsprojekt verbindet reale und virtuelle Welt in der Werkzeugmaschine durch Technologien wie Virtual und Augmented Reality, digitaler Zwilling, Simulation und Mehrwertdienste. Durch Nutzung jeweils für die aktuelle Arbeitssituation passender Dienste, werden Mitarbeiter befähigt, sich an die steigende Individualisierung der Produkte und die flexiblere Produktion anzupassen. Kunden und Geschäftspartner werden durch die Möglichkeit eigene mehrwertgenerierende Dienste zu entwickeln und anderen Anwendern zur Verfügung zu stellen in den Wertschöpfungsprozess eingebunden. Diese Publikation beleuchtet die im Rahmen des Forschungsprojekts erarbeiteten Ergebnisse hinsichtlich für ein intelligentes Maschinenfenster benötigter Technologien und Entwicklungen

Wie können digitale Zwillinge die Aufgabenerledigung deutscher Kommunen verändern? Eine Analyse von Einsatzbereichen, Veränderungspotenzialen und Rahmenbedingungen

Ein zunehmendes Spannungsverhältnis zwischen begrenzten Ressourcen und stetigem Aufgabenwachstum lastet auf deutschen Kommunen in Zeiten multipler Krisen. Technische Innovationen wie digitale Zwillinge könnten ein geeignetes Instrument sein, kommunale Ressourcen effizienter einzusetzen und kommunale Aufgabenerfüllung aufrecht zu erhalten. Die Arbeit liefert sowohl theoretische als auch praktische Beiträge auf Grundlage einer systematischen Literaturanalyse, der qualitativen Inhaltsanalyse von Experteninterviews und einem Use Case. Die Arbeit erforscht digitale Zwillinge bei Kommunen explorativ nach dem Design-Science-Ansatz und legt einen Forschungsrahmen sowie eine praktische Orientierungshilfe für Kommunen vor. Die Analyse von Einsatzbereichen, Veränderungspotenzialen und Rahmenbedingungen zeigt, wie digitale Zwillinge Kommunen unterstützen können, sofern bereits jetzt Grundsteine gelegt werden.An increasing degree of tension between limited resources and continuous expansion of responsibilities weighs on German municipalities in times of multiple crises. Technical innovations such as digital twins could be useful instruments for using communal resources more efficiently and for preserving the performance of communal tasks. This paper provides both theoretical and practical contributions based on a systematic literature review, qualitative content analysis of expert interviews and a use case. The thesis explores digital twins in municipalities using the design science approach and provides a research framework and practical guidance for municipalities. By analysing the areas of application, change potentials and frame work conditions, the thesis reveals how digital twins can support municipalities, if important groundwork will be laid now

Digital Twin – Digital Twins applications within production & logistics

This document provides an overview of digital twin use cases in the area of production and logistics. Starting with relevant definitions for a digital twin and its relation to digital shadow/thread, the main components of a digital twin are presented. Based on this, an overview of digital twin use cases within production and logistics is given. Afterwards an exemplary implementation of a digital twin for a mill center is presented. The paper closes with a summary and outlook on future developments

Wertgenerierung mit digitalen Zwillingen : Status Quo Schweiz

Von seinen frühen Anfängen in den 1960er Jahren während der Apollo-Mission bis hin zum Konzept von Grieves zählt der digitale Zwilling als ein Schlüsselkonzept des Industrial Internet of Things (IIoT) und gewinnt weltweit immer mehr an Ansehen. Nicht zuletzt dank seiner Optimierungsvorschlägen und seiner Unterstützung zur Entscheidungsfindung hat er in vielen Industrieunternehmen längst Einzug gehalten. Darüber, wie die aktuelle Lage in der Schweiz und in den Unternehmen hierzulande aussieht, ist nur wenig bekannt. Deshalb soll in der vorliegenden Bachelorarbeit untersucht werden, wie verbreitet der Einsatz von digitalen Zwillingen in Unternehmen in der Schweiz derzeit ist und wie die Situation in denjenigen Firmen aussehen wird, die planen, in Zukunft digitale Zwillinge zu implementieren. Weiter wird der Frage nachgegangen, ob signifikante Zusammenhänge zwischen dem Einsatz von digitalen Zwillingen in Unternehmen und der Unternehmensgrösse, dem Unternehmensalter oder der Branchenzugehörigkeit existieren. Ebenfalls soll aufgezeigt werden, in welchen Phasen des Produktlebenszyklus digitale Zwillinge eingesetzt werden und was die Gründe für die Realisierung von Digital Twins sind. Bei den Unternehmen, welche derzeit keine digitalen Zwillinge einsetzen und dies auch zukünftig nicht beabsichtigen zu tun, stellt sich die Frage nach den Beweggründen für das mangelnde Interesse an der Implementierung. Die Forschungsfragen samt den zugehörigen Unterfragen werden anhand einer Literaturrecherche sowie einer empirischen Untersuchung beantwortet. Mittels einer Online-Umfrage wurden insgesamt 103 Unternehmen in der Schweiz befragt, wovon 99 gültig waren. Die Datenauswertung erfolgte mehrheitlich mithilfe der deskriptiven Statistik, jedoch wurde ebenfalls die Inferenzstatistik herangezogen, um mögliche Zusammenhänge zwischen den untersuchten Variablen zu eruieren. Die Ergebnisse der Umfrage zeigen, dass rund 22% der Befragten bereits digitale Zwillinge in ihrem Unternehmen einsetzen. Weitere 25% planen, diese zukünftig zu implementieren und 53% beabsichtigen, dies auch in ferner Zukunft nicht zu tun. Weder bei der Unternehmensgrösse noch beim Unternehmensalter konnte ein Zusammenhang mit dem Einsatz von digitalen Zwillingen in Unternehmen festgestellt werden. Anders sieht es bei der Branchenzugehörigkeit aus, so werden digitale Zwillinge in der Nahrungsmittelbranche seltener eingesetzt als im Maschinen- und Anlagenbau. Bei den befragten Unternehmen werden digitale Zwillinge am häufigsten in der ersten Phase des Produktlebenszyklus eingesetzt, der Beginning-of-Life (BoL)-Phase mit dem generellen Ziel einer Effizienzsteigerung. Der häufigste Beweggrund für eine Nichtimplementierung ist das nicht passende Geschäftsmodell. Grundsätzlich kann den Ergebnissen zufolge von einem Anstieg in Bezug auf den Einsatz von digitalen Zwillingen die Rede sein. Allerdings ist die Repräsentativität aufgrund der zu kleinen Stichprobe nicht gegeben, weshalb die Resultate mit Vorsicht betrachtet werden müssen. Als weiterer Forschungsansatz wäre demnach denkbar, eine zusätzliche repräsentative Studie durchzuführen