Digitale Zwillinge außerhalb der Konstruktion gedacht

Industry 4.0 technology concept - Smart factory for fourth industrial revolution with icon graphic showing automation system by using robots and automated machinery controlled via internet network .
Bild: ©NanoStockk/gettyimages.com

In der Industrie 4.0 gilt der digitale Zwilling als wesentlicher Baustein für Effizienz, Innovation und Qualitätssicherung. Doch während sich viele Unternehmen auf virtuelle Simulationen und die Optimierung einzelner Produktionsschritte konzentrieren, könnte ein digitaler Zwilling weit mehr. Nämlich Informationen aus Produktion, Beschaffung und Vertrieb bündeln, um Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu steuern. Durch die Verknüpfung von Daten aus unterschiedlichen Systemen im digitalen Zwilling entsteht ein Abbild der Abläufe und Ressourcen einer Organisation. Traditionell verstehen Organisationen den Digital Twin vor allem im technischen Kontext: Sie nutzen ihn als virtuelles Modell, um Inbetriebnahmen zu simulieren, Wartungszyklen vorherzusagen und Produktionsabläufe zu optimieren. Diese Perspektive ist wertvoll, greift aber zu kurz, wenn es um komplexe industrielle Wertschöpfungsketten geht. Ein prozessorientierter Ansatz betrachtet den digitalen Zwilling als integratives Abbild sämtlicher relevanter Informationen über den gesamten Lebenszyklus – zum Produkt sowie zu den Prozessen und Services. Durch das Zusammenführen, Strukturieren und versionssichere Verwalten ihrer Datenströme schaffen Unternehmen einen digitalen Zwilling, der ihre Prozesse abbildet. Dadurch können sich Aufwände in Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung reduzieren lassen sowie etwa vorbeugende Wartung realisieren.

Enterprise Resource Planning

Die Nutzung von ERP-Daten erleichtert zudem die Verknüpfung interner Abläufe mit externen Partnern. Details zu Materialverfügbarkeit, Produktionskapazitäten oder Lieferantenleistungen können direkt in den digitalen Zwilling einfließen, damit Betriebe operative Entscheidungen auf Grundlage eines möglichst vollständigen Prozessbildes treffen können. Zusammen mit einem digitalen Produktpass unterstützen digitale Zwillinge die Kreislaufwirtschaft, indem sie Materialflüsse, Recyclingfähigkeit und nachhaltige Wiederverwendungsprozesse über die gesamte Lieferkette transparent abbilden können.

Datentransparenz als Grundvoraussetzung

Die Realität in Industrieunternehmen zeigt jedoch, dass der Weg dahin oft noch weit ist. Abteilungen speichern ihre Daten häufig in eigenen Anwendungen, erfassen sie mehrfach in unterschiedlichen Systemen oder verteilen sie per E-Mail. Hinzu kommen unterschiedliche Dokumentversionen, unklare Verantwortlichkeiten und fehlende Standards in der Datenpflege. Dadurch geht wertvolle Zeit für die Suche nach aktuellen Informationen verloren, Fristen und Freigaben geraten aus dem Blick, was die Nachvollziehbarkeit von Qualitätsnachweisen herausfordernd machen kann. Dabei ist gerade diese Transparenz entscheidend: Denn wenn alle Beteiligten, vom Engineering über das Qualitätsmanagement bis zur Lieferkette, auf die richtigen Informationen zur richtigen Zeit zugreifen, kann der digitale Zwilling seine Wirkung entfalten.

Dokumente und Informationen verwalten

Ein systemübergreifendes Dokumenten- und Qualitätsmanagement kann hier die Grundlage schaffen. Es verbindet strukturierte mit unstrukturierten Daten, integriert Workflows und steuert Berechtigungen entlang der gesamten Supply Chain. Auf diese Weise halten Organisationen den Informationsfluss über Schnittstellen hinweg aufrecht, was oft eine Voraussetzung für den digitalen Produktpass und regulatorische Nachweispflichten ist. Durch die Integration von bestehenden Systemen (für ERP oder CRM) bündeln Betriebe relevante Informationen aus Beschaffung, Produktion, Lagerhaltung und Vertrieb und machen sie allen zugänglich. Die Echtzeit-Aktualisierung von Materialflüssen, Produktionsplänen und Qualitätsdaten kann den digitalen Zwilling zum aktuellen Abbild der Wertschöpfungskette machen. Gleichzeitig vermeiden sie häufig redundante Datenerfassung, reduzieren Fehlerquellen und ermöglichen KI-Anwendungen den Zugriff auf konsistente Informationen.

Qualitätssicherung über den Lebenszyklus

Wenn der digitale Zwilling ein Produkt über seinen Lebenszyklus begleiten soll, also von der Entwicklung über die Fertigung bis hin zum Betrieb und zur Wartung, heißt das für die Qualitätssicherung: Unternehmen bilden Prüf- und Freigabeprozesse digital ab, dokumentieren Ergebnisse und stellen Qualitätsdaten bereit. Durch die systematische Nutzung von ERP-Informationen lassen sich Prozess- und Produktionsdaten strukturiert erfassen und Prüfergebnisse mit Fertigungsaufträgen verknüpfen. So bleiben Daten nachvollziehbar und für Audits, Freigaben oder regulatorische Anforderungen verfügbar. Dadurch entsteht ein digitales Archiv der Qualitätsdaten, das Transparenz schafft und die Grundlage für datengetriebene Optimierungen bilden kann. Künstliche Intelligenz kann diese Informationen analysieren, Muster erkennen und Handlungsempfehlungen liefern, beispielsweise zur Lieferantenbewertung oder Prozessverbesserung. Industriedaten ermöglichen zusätzlich das Monitoring von Nachhaltigkeitsindikatoren und des produkt- bzw. anlagenindividuellen Energieverbrauchs, um Qualitätssicherung und Nachhaltigkeit zu verknüpfen.

Enabler der vernetzten Industrie

Wer den digitalen Zwilling als weitreichendes Abbild seiner Unternehmensprozesse versteht, könnte die Basis für Verbesserungen bei Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit schaffen. Dazu braucht es neben Technologien ein integriertes Verständnis von Daten, Dokumenten und Prozessen. Ein Dokumenten- und Qualitätsmanagementsystem bildet das Rückgrat für die nötige Transparenz und Steuerbarkeit. Wenn es konsistente Daten liefert, Abteilungen verbindet und die Integration aller relevanten Informationen in den digitalen Zwilling ermöglicht.

Vorbereitet auf den digitalen Produktpass

In Verbindung mit dem digitalen Produktpass lassen sich so nachhaltige Herstellungs-, Reparatur- und Recyclingprozesse gestalten, Ressourcen effizient einsetzen und CO2-Emissionen reduzieren, ein dringend notwendiger Schritt in Richtung einer nachhaltigen Industrie. Dazu müssen alle relevanten Informationen in einem gemeinsamen digitalen Raum fließen.



  • Unternehmen erwarten Kostenvorteile durch Energieflexibilisierung

    Unternehmen erwarten Kostenvorteile durch Energieflexibilisierung

    Erstmals seit der Energiekrise verzeichnet der Energieeffizienz-Index der deutschen Industrie mit allen drei Teilindizes (die Bedeutung, Produktivität und Investitionen betreffend) einen leichten Rückgang. Mögliche Gründe erkennt EEP-Institutsleiter Professor Alexander Sauer…

    mehr lesen: Unternehmen erwarten Kostenvorteile durch Energieflexibilisierung

  • 3D-gedruckte Stecker halten Lötofen stand

    3D-gedruckte Stecker halten Lötofen stand

    Mit einer von Boston Micro Fabrication (BMF) entwickelten Drucktechnologie lassen sich Mikrobauteile für die Elektronik in Serie fertigen. Beim Hersteller Z-Axis Connector halten 3D-gedruckte Bauteile sogar den hohen Temperaturen im…

    mehr lesen: 3D-gedruckte Stecker halten Lötofen stand

  • Sonja Pierer übernimmt bei Intel Deutschland

    Sonja Pierer übernimmt bei Intel Deutschland

    Sonja Pierer ist neue Geschäftsführerin von Intel in Deutschland. Die 46-Jährige folgt in dieser Position auf Christin Eisenschmid.

    mehr lesen: Sonja Pierer übernimmt bei Intel Deutschland

  • Marktanteile industrieller Netzwerk-Standards 2024

    Marktanteile industrieller Netzwerk-Standards 2024

    Die Firma HMS Networks hat ihre diesjährige Marktanalyse zu industriellen Kommunikationsstandards veröffentlicht.

    mehr lesen: Marktanteile industrieller Netzwerk-Standards 2024

  • Sabine Scheunert übernimmt Eurocentral-Geschäftsleitung

    Sabine Scheunert übernimmt Eurocentral-Geschäftsleitung

    Dassault Systèmes ernennt Sabine Scheunert zur Vorsitzenden der Geschäftsleitung in Eurocentral. Die Managerin verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Automobil- und Technologiebranche und war u.a. für Mercedes-Benz tätig.

    mehr lesen: Sabine Scheunert übernimmt Eurocentral-Geschäftsleitung

  • Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

    Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

    Pessimistischere Erwartungen der Unternehmen sorgen dafür, dass der Ifo-Geschäftsklimaindex im Juni unter dem Vormonatswert bleibt. Nach drei Anstiegen in Folge zeigt sich auch die Industrie im Juni wieder skeptischer.

    mehr lesen: Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

  • Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

    Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

    Mit einer neuen Tochtergesellschaft in Südkorea geht das Karlsruher Unternehmen Wibu-Systems einen strategischen Schritt zur Erschließung des südkoreanischen Hightech-Marktes sowie der dortigen Wirtschaft.

    mehr lesen: Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

  • Quantencomputing für effizientere E-Autos

    Quantencomputing für effizientere E-Autos

    Die BMW Group, Nvidia und Classiq wollen gemeinsam mechatronische Systeme optimieren. Das gemeinsame Ziel: den Einsatz von Quantencomputern in der Automobilbranche zu fördern.

    mehr lesen: Quantencomputing für effizientere E-Autos

  • 8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

    8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

    Kürzlich hat AWS Investitionen in Höhe von 7,8Mrd,€ in die AWS European Sovereign Cloud angekündigt, deren erste Rechenzentren in Brandenburg entstehen sollen. Nun legt der Cloud-Anbieter nochmals 10Mrd.€ nach.

    mehr lesen: 8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

  • Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

    Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

    Zwar erhöhen Firmen mittels Wartung die Verfügbarkeit ihrer Anlagen. Laut einer Studie von ABB kommt es bei der Mehrheit der Befragten monatlich jedoch zu mindestens einem ungeplanten Stillstand.

    mehr lesen: Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

  • Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

    Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

    Das Robotics Institute Germany (RIG) soll als zentrale Anlaufstelle für Robotik in Deutschland fungieren. Die Beteiligten, darunter Universitäten und Forschungseinrichtungen, haben sich fünf strategische Ziele gesetzt.

    mehr lesen: Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

  • Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände

    Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände

    Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA hat zusammen mit Partnern aus der Industrie eine Methode entwickelt, wie künstliche Intelligenz in die Instandhaltung integriert werden kann. Erkennt die KI einen Fehler, werden…

    mehr lesen: Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände