Digital Twins und der Digitale Faden verändern das Spiel durch die Integration der physischen und digitalen Welt
Wie der Digitale Faden die Abläufe eines Unternehmens verändern kann
Digitale Zwillinge im Mittelpunkt
Digitale Zwillinge stehen im Mittelpunkt des Interesses von Unternehmen, die ihre Abläufe digitalisieren möchten. Aber wie können Unternehmen daraus Kapital schlagen? Digitale Zwillinge sind eine Replikation und digitale Darstellung eines realen Produkts oder Prozesses, die eine Rückkopplungsschleife zwischen der digitalen und der physischen Welt nutzen und mit einem einzigen Datenstrom, dem Digital Thread, verbunden sind. Sie versprechen Vorteile für die gesamte Wertschöpfungskette, indem sie die Realität simulieren und das erwartete Verhalten vorhersagen. So erhalten Sie wertvolle Einblicke in die Lebensfähigkeit eines Produkts oder Prozesses, bevor sich in der Produktion etwas bewegt. Bislang beschränken sich die digitalen Darstellungen in den meisten Unternehmen jedoch auf die Produktebene, wo digitale Modelle von Teilen und Baugruppen verwendet werden, um ein schnelles Design und eine schnelle Optimierung zu ermöglichen.
Aus technischer Sicht ist die Erstellung von Modellen ein altes Konzept - zum Beispiel das Computer Aided Engineering. Aber nur wenige führende Unternehmen haben damit begonnen, die Möglichkeiten eines vollständigen Digitalen Zwillings für Produkte zu erforschen, bei dem diese Modelle mit vor- und nachgelagerten Bereichen verbunden sind. Die Ausweitung des Digitalen Zwillings von der Produktentwicklung auf die digitale Darstellung der Fertigungshalle und darüber hinaus auf Wartung, Reparatur und Aftermarket-Services wird ein entscheidender Schritt sein, da alle diese Bereiche von Natur aus miteinander verbunden sind. Das bedeutet, dass Ihr Unternehmen, um das wahre Potenzial der Digitalen Zwillinge zu erschliessen, die Anwendung der digitalen Darstellung nicht nur auf Ihre Produkte, sondern auch auf die damit verbundenen Prozesse und Dienstleistungen ausweiten muss.
Das Design einer Komponente eines Flugzeugtriebwerks ist ein Beispiel dafür, wie die neue Technologie eingesetzt werden kann. Ein Product Digital Twin modelliert die Komponente und simuliert ihre erwartete Leistung, um zu sehen, ob sie den Konstruktionsspezifikationen entspricht, bevor die Herstellung erfolgt. Der Process Digital Twin modelliert und simuliert die Produktionslinie, um den Fertigungsprozess zu optimieren. Und sobald die Komponente installiert ist, werden ihre Leistung und ihr Zustand im realen Leben durch den Service Digital Twin überwacht und in das digitale Modell zurückgeführt, um zu optimieren, wie die Komponente gewartet werden sollte, um ihre Nutzungsdauer zu verlängern. Der Service Digital Twin kann sogar dazu verwendet werden, die Betriebsumgebung der von einem bestimmten Kunden verwendeten Komponente zu überwachen. So können Sie die Art und Weise, wie Sie die Komponente entwickeln, herstellen und verkaufen, an die Bedürfnisse Ihrer Kunden anpassen und so Ihr Serviceangebot für Ihre Kunden erweitern.
Um dies zu erreichen, müssen die verschiedenen Digital Twins in jeder Phase des Prozesses auf konsistente Daten zugreifen können. Die Bereitstellung dieser Daten ist der Digitale Faden, ein nahtloser Datenstrom, der all diese Elemente zu einer vollständig integrierten Wertschöpfungskette zusammenführt. Dieser Datenfluss wird durch fortschrittliche Analysemöglichkeiten und die sinkenden Kosten für Rechenleistung ermöglicht.
In der Praxis bedeutet dies, dass Sie Ihre Software für das Produkt- und Anwendungslebenszyklusmanagement (PLM und ALM), Ihr Manufacturing Execution System (MES) und Ihr Enterprise Resource Planning (ERP) zu einem vernetzten Ökosystem verbinden und es mit den Daten füttern, die von Ihrer Smart Operations-Plattform und Ihren IoT-fähigen Sensoren gesammelt und erstellt werden. Die im gesamten technologischen Ökosystem erstellten und gemeinsam genutzten Daten werden dann in einer einheitlichen Datenschicht verwaltet, um alle Datenbanken innerhalb einer Datenplattform miteinander zu verbinden. Dies stellt nicht nur sicher, dass jede Komponente Ihres Technologie-Ökosystems auf dieselben Informationen zugreifen kann, sondern ermöglicht es Ihnen auch, diese Daten zu nutzen, um zusätzliche Erkenntnisse für Ihre Geschäftsentscheidungen zu gewinnen.
Mit allen Aspekten des Betriebs, von der Forschung & Entwicklung über die Fertigung bis hin zu den Aftermarket-Services, sind vernetzte und gemeinsam genutzte konsistente Daten, auf die mehrere Systeme gleichzeitig zugreifen können, die Grundlage dafür, dass Produkte überall auf der Welt entworfen, hergestellt und validiert werden können, ohne dass die Qualität und Effizienz darunter leidet. Die grosse Menge an Daten, die durch die Software, die Sensoren und die Simulationen, die diese Digitalen Zwillinge antreiben, gesammelt werden, bietet die Möglichkeit, von Anfang an bessere Entscheidungen zu treffen und die Anzahl der Rückkopplungsschleifen im Prozess zu reduzieren.
Oben, am Beispiel der Triebwerkskomponente, haben wir erwähnt, wie die einzelnen Digitalen Zwillinge Vorteile für ihre jeweiligen Bereiche bringen können. Wenn alle Digitalen Zwillinge miteinander verbunden sind und dieselben Informationen austauschen, bedeutet ein Problem, das beispielsweise während der Wartungsphase entdeckt wird, dass monatelange Verzögerungen bei der Neukonstruktion der Komponente und der Aktualisierung der zugehörigen Prozesse am Ende des Produktlebenszyklus vermieden werden können. Die Informationen über das Problem werden einfach an das Konstruktionsteam weitergegeben, das Komponentendesign wird aktualisiert und im Product Digital Twin simuliert, und die Ergebnisse der Neukonstruktion werden mit den Process und Service Digital Twins geteilt. Die Auswirkungen auf die Fertigung, die Wartung und Ihren Kunden werden bewertet, bevor die neu gestaltete Komponente fertiggestellt wird.
Fragen, die Sie sich stellen sollten, bevor Sie loslegen
Auch wenn die potenziellen Vorteile verlockend sind, gibt es Überlegungen für eine nachhaltige Investition. Angenommen, Sie haben Ihre Strategie für den Digitalen Faden mit klaren, nach Prioritäten geordneten Anwendungsfällen und bewerteten Geschäftsfällen festgelegt. Bevor Sie sich zu dieser langfristigen Investition verpflichten, sollten Sie sich einige Fragen stellen, um festzustellen, ob Ihr Unternehmen bereit ist, weiterzumachen:
- Wurde ein Verantwortlicher für den Digitalen Faden identifiziert, da er mehrere Kosten- und/oder Profitcenter betreffen wird?
- Wie wird das Feedback zwischen vor- und nachgelagerten Prozessen erleichtert? Ist das Betriebsmodell agil genug, um eine grundlegend neue Arbeitsweise zu unterstützen?
- Gibt es geeignete Produktmanagementprozesse, um sicherzustellen, dass Digital Twins auf Produktlinien angewendet werden können?
- Gibt es Technologiepartner, mit denen Sie zusammenarbeiten können, um die erforderlichen Fähigkeiten bereitzustellen?
- Ist die zugrunde liegende Architektur und Infrastruktur vorhanden, um die Technologie in ein vernetztes Ökosystem zu integrieren?
- Gibt es eine Strategie zur Erfassung, Speicherung, Verarbeitung und Verteilung dieser Daten, um sicherzustellen, dass sie im gesamten Unternehmen und im Ökosystem entlang der Wertschöpfungskette standardisiert und integriert sind? Wem gehören diese Daten und wie werden sie von den Partnern des Ökosystems verwaltet?
- Sind die erforderlichen Arbeitskräfte und digitalen Fähigkeiten vorhanden, um dies zu gewährleisten?
Die obige Liste ist lang, aber es ist vielleicht besser, früher als später zu handeln. Die meisten Fertigungsunternehmen (>85%), die im Rahmen einer kürzlich von Deloitte durchgeführten Studie untersucht wurden, haben einen Plan zur Nutzung des Digitalen Fadens, um die Vorteile der Digitalen Zwillinge zu erschliessen, obwohl nur 5% den Digitalen Faden bereits bis zu einem gewissen Grad aufgebaut haben. Die Studie zeigt, dass Ihre Konkurrenten, diejenigen, die Ihnen bekannt sind, und die noch unbekannten Disruptoren, den Digitalen Faden irgendwann einführen werden.
Im nächsten Artikel werden wir uns eingehender mit den Erfahrungen und Anforderungen in drei Schlüsselbereichen befassen, die für Unternehmen auf dem Weg zur Implementierung oft eine Herausforderung darstellen: organisatorische Ausrichtung und Kultur, Technologie und Sicherheit sowie Datenqualität und -verwaltung.
Wir würden uns freuen, Sie bei der Einführung von Digital Twins und Digital Thread zu unterstützen. Bitte zögern Sie nicht, sich mit uns in Verbindung zu setzen.
