Der digitale Zwilling

Das Herzstück der Industrie 4.0

29. Oktober 2021, 10:26 Uhr | Vanessa Erickson

Geschäftsprozesse optimieren, die Effizienz steigern und die Leistung von Mitarbeitenden erhöhen – all das kann der Digitale Zwilling bewirken. Das macht ihn zur ‚Geheimwaffe‘ der Industrie 4.0.

Die digitale Transformation ist die einzige Möglichkeit für Unternehmen, in der neuen Normalität vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie zu bestehen und weiterhin innovativ zu bleiben. Sie müssen jetzt ihre Digitalisierungsprozesse beschleunigen und endlich in der Industrie 4.0 ankommen. Dafür sollten digitale Lösungen im Kern der Wertschöpfungskette verankert werden, um ihre transformative Wirkung voll entfalten zu können.

Industrieunternehmen sollten Technologien wie künstliche Intelligenz, die Cloud und das Internet der Dinge parallel einsetzen. Denn daraus ergeben sich Vorteile wie optimierte Geschäftsprozesse, eine höhere Effizienz in der Wertschöpfung sowie eine Verbesserung der Mitarbeiterproduktivität.

Das Herzstück dieser Technologien ist der Digitale Zwilling. Er ist ein digitales Spiegelbild von physischen Anlagen, Prozessen, Personal, Systemen und Geräten. Der Digitale Zwilling bildet Echtzeit-Informationen dieser verbundenen Systeme ab und gibt so einen tiefen Einblick über die Effizienz verschiedener Prozesse und beschleunigt die Automatisierung. In der Industrie werden Digitale Zwillinge aktuell etwa dafür eingesetzt, neue Anlagen und Prozesse digital zu testen, Mitarbeitende zu schulen oder den laufenden Betrieb zu optimieren.

Der digitale Zwilling im Einsatz

Das Marktforschungsinstitut IDC schätzt, dass bis 2023 die Ausgaben für die digitale Transformation 2,3 Billionen US-Dollar erreichen werden. Um ihr wahres Potenzial zu entfalten, muss die digitale Transformation als ganzheitliche Strategie im gesamten Unternehmen umgesetzt werden. Der Digitale Zwilling kann hier das Vehikel sein, das dem Unternehmen einen Plan für die Transformation aufzeigt, Geschäfts- und Betriebsziele synchronisiert und letztlich optimale Ergebnisse liefert.

In der Fertigung kann ein Digitaler Zwilling die Effektivität von Anlagen, Maschinen und anderen Geräten in der Fabrikhalle in Echtzeit verfolgen. Die Kombination mit maschinellem Lernen und IoT-Funktionen liefert eine ganzheitliche Sicht auf die Anlage und ermöglicht eine prädiktive Wartung. Dadurch können ungeplante Ausfallzeiten vermieden werden. Durch die virtuelle Simulation lassen sich zum Beispiel Messwerte zu Anlagentemperaturen, Stromverbrauch, Pumpendruck und Durchflussraten in Echtzeit beobachten. Das bietet Ingenieuren die Möglichkeit, das System für eine optimale Leistung zu modellieren und es dahingehend anzupassen.

Als Abbild einer Lieferkette kann der Digitale Zwilling eine durchgängige Transparenz bieten, sodass Hersteller und Kunden jederzeit genau wissen, wo sich eine Lieferung befindet, welchen Weg sie genommen hat und wann sie am Zielort eintreffen wird.

Auf einen Blick erhalten Mitarbeitende umfassende Informationen über den aktuellen Betrieb. Dies erleichtert es, Optimierungen vorzunehmen. Im Ergebnis können Unternehmen ihren Geschäftswert steigern und haben Raum für Innovationen. Predictive Analytics führt zu verbesserten Betriebs- und Wartungsabläufen und generiert Kosteneinsparungen in Milliardenhöhe, entweder direkt oder durch die Vermeidung von Ausfallzeiten. In das System lassen sich aber auch aktuelle Sicherheits- und Regulierungsanforderungen integrieren. Außerdem können mit dem Digitalen Zwilling Szenarien modelliert werden. Der Digitale Zwilling wird so zum Schlüssel der Industrie 4.0.

Eine virtuelle 3D-Anlage

Das Chemieunternehmen SCG, eines der größten petrochemischen Unternehmen in Thailand, hat mit einem Partner eine Digital Reliability Platform (DRP) entwickelt. Dabei handelt es sich um eine komplette APM-Lösung (APM: Asset Performance Management) zur Vorhersage des Anlagenzustands, zur Überwachung der Leistung und zur Ermöglichung einer fortschrittlichen Wartung im gesamten Betrieb. Der eingesetzte Digitale Zwilling unterstützt SCG bei dem Ziel, keine ungeplanten Ausfallzeiten zu generieren.

Dabei ist der Digitale Zwilling als virtuelle, dreidimensionale Anlage in der DRP integriert. Die Virtual-Plant-Lösung liefert eine immersive und berührungsbasierte Visualisierung, die eine interdisziplinäre Zusammenarbeit und einen schnellen Zugriff auf Anlageninformationen durch das Aveva Asset Information Management, Aveva 3D Asset Visualization und eine Reihe von verschiedenen Dashboards für Anlagenstatus, Alarme und Gesundheitszustand ermöglicht. So werden alle Maschineninformationen im Modell dargestellt und das Management kann die Arbeit effizient planen und bei Notfällen reagieren.

„Gemeinsam mit Aveva haben wir erfolgreich Big Data, KI, maschinelles Lernen und vorausschauende Analysen in einer Lösung zusammengeführt, die unsere Mitarbeiter unterstützt und unsere Leistung verbessert“, erklärt Mongkol Hengrojanasophon, Vice President – Olefins Business and Operations, Chemicals Business, SCG.