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.



  • Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

    Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

    Forschungsprojekt RealSec5G Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen Im Projekt ’RealSec5G’ sollen die Anforderungen der Datensicherheit in Kommunikationsgeräten für 5G/6G-Infrastrukturen in einem deterministischen Time-Sensitive-Netzwerk (TSN) erprobt werden. Im Projekt konzipiert das Fraunhofer-Institut…

    mehr lesen: Mehr Sicherheit für 5G/6G-Infrastrukturen

  • Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

    Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

    Mit sofortiger Wirkung Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor Der IT-Dienstleister Synostik gibt Veränderungen in der Führungsebene bekannt und hat Maik Ekert mit sofortiger Wirkung zum Geschäftsführer ernannt.

    mehr lesen: Synostik stellt Geschäftsführer Maik Ekert vor

  • Aleph Alpha erweitert Führungsteam

    Aleph Alpha erweitert Führungsteam

    Jan Hiesserich ist neuer Vice President of Strategy & Communications bei Aleph Alpha. Er kommt vom US-Datenanalyse-Spezialisten Palantir Technologies zum Heidelberger KI-Startup.

    mehr lesen: Aleph Alpha erweitert Führungsteam

  • Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

    Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

    Wechsel bei Kontron Electronics Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb Kontron Electronics hat einen neuen Vertriebsleiter. Fabian Kuttenkeuler übernimmt das Amt von Franz Ott, der neuer Business Development Manager des Unternehmens wird.

    mehr lesen: Fabian Kuttenkeuler leitet Vertrieb

  • KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    Materialwissenschaft KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung Forschende gehen davon aus, ihre Arbeit mit einer Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing auf ein Tempo beschleunigen zu können, das bis…

    mehr lesen: KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

  • Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antriebe der Zukunft entwickeln Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen Im Forschungsprojekt Antrieb 4.0 sollen Ansätze für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit in Antriebssystemen entwickelt werden. Ein Use Case zielt darauf…

    mehr lesen: Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

  • Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Vergleich zwischen Deutschland und Großbritannien Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche 43 Prozent der deutschen Automotive-Unternehmen setzen KI in der Bildverarbeitung ein. In Großbritannien sind es mehr als die Hälfte.…

    mehr lesen: Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

  • Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

    Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

    Im Maschinen- und Anlagenbau sind effiziente Fertigungs- und Planungsprozesse unerlässlich. Advanced-Planning-and-Scheduling-Systeme (APS) gewinnen in diesem Zusammenhang an Bedeutung. Der Aachener Softwarespezialist Inform hat in einer Kundenbefragung die Ziele und Einflussfaktoren…

    mehr lesen: Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

  • Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

    Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

    Kyndryl-Prognosen für Cyber-Sicherheit Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten Cybersicherheit wird Unternehmen auch im kommenden Jahr nicht loslassen. Für den IT-Dienstleister Kyndryl kristallisieren sich dabei vor allem fünf…

    mehr lesen: Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

  • Neue Technologien adaptiv regulieren

    Neue Technologien adaptiv regulieren

    Interdisziplinäre Forschung an der Universität Freiburg Neue Technologien adaptiv regulieren Voraussichtlich 2024 soll der EU AI Act in Kraft treten. Er unterscheidet verschiedene Systeme von künstlicher Intelligenz (KI) nach ihrem…

    mehr lesen: Neue Technologien adaptiv regulieren

  • Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

    Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

    Künstliche Intelligenz im CIAM Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung Die Diskussion rund um künstliche Intelligenz reicht von möglichen Einsatzszenarien bis zur Wahrung der Datenschutzrichtlinien. Und laut einer Studie des…

    mehr lesen: Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

  • IBM und Meta starten AI Alliance

    IBM und Meta starten AI Alliance

    Gemeinsam mit Meta startet IBM die AI Alliance, die mehr als 50 Unternehmen und Institutionen zusammenbringt. Ziel ist die Förderung offener, sicherer und vertrauenswürdiger künstlicher Intelligenz.

    mehr lesen: IBM und Meta starten AI Alliance