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Digital Twin

Klassische Fertigung auf der Schwelle zur Intelligenz

Damit Fabriken zu Smart Factorys werden, braucht es "Digital Twins". Sie ermöglichen den entscheidenden Schritt in die cyberphysische Zukunft.

18.10.2016
Artikel-Digital Twins_Smart Factory

Digitale Zwillinge, also virtuelle Abbilder von realen Produkten, mit deren Hilfe das Endprodukt geplant wird, sind momentan in aller Munde. Diese auch bei der Planung von Fabriken einzusetzen, könnte die Entwicklung der intelligenten Fertigung einen entscheidenden Schritt voranbringen. Schon jetzt treiben Digital Twins die Entwicklung smarter Produkte enorm an. Anhand realer Daten lassen sich Formen, Funktionen sowie physikalische und chemische Abläufe berechnen. Und das, bevor in der Realität überhaupt nur ein Teil angefasst wird. Bei der Erstellung von Prototypen hilft das, enorme Kosten einzusparen, da Fehler schon im Vorhinein und mit nur geringem Aufwand behoben werden können. Aber auch später noch werden die digitalen Abbilder mit den realen Daten gefüllt, die Sensoren erfassen: Beide Zwillinge sind über den kompletten Lebenszyklus miteinander verbunden. So lassen sich Prozesse optimieren, Kosten senken und Markteinführungen schneller realisieren. Großes Beispiel: Schiffsindustrie. Hier bewegt sich gerade etwas. General Electric (GE) stattet erste Kreuzfahrtschiffe mit Sensoren aus , die Daten an deren digitale Zwillinge übermitteln. Mit deren Hilfe sollen die Schiffe seltener in die Werft müssen, da permanent Verschleißdaten gemessen und ausgewertet werden.

Virtuelle Inbetriebnahme der smarten Fabrik

Entscheidend für die intelligenten Fabriken könnte sein, dass man digitale Zwillinge kompletter Fertigungsanlagen entwirft. Diese können dann vor ihrer realen Inbetriebnahme bereits virtuell in 3D getestet werden. Vorteil: Fehler und Störungen lassen sich vor der Auslieferung der Anlagen beheben. Das spart Kosten und Zeit. Ist eine Anlage schließlich in Betrieb, ist es möglich, über den Digital Twin mithilfe der realen Daten Prozesse laufend zu optimieren. Der österreichische Automobilhersteller Magna Steyr erweitert derzeit seine Produktionsanlagen. Geplant ist, dass es hier in den kommenden Jahren neben kollaborierenden Robotern auch ein virtuelles Abbild der ganzen Fabrik geben soll. Beim deutschen Maschinenbauer Optima hingegen ist der Digital Twin schon im Einsatz: Dank des virtuellen Zwillings eines Transportsystems lassen sich Umrüstvorgänge und der Produktfluss über die komplette Lebenszeit simulieren.

Dass das alles möglich wird, hängt maßgeblich mit den Chancen von Big Data zusammen. Virtuelle Abbildungen ganzer Fertigungsanlagen und Fabriken benötigen enorme Datenmassen, die verarbeitet und gespeichert werden müssen. In Zukunft könnten dann digitale Spiegelbilder in Echtzeit über die Computer laufen. Und sobald der Mensch etwas am Abbild ändert, führt dies automatisch zu einer Änderung im realen Zwilling.

Die digitalen Abbilder eröffnen mehr und mehr Chancen. Welche das sind, erleben Besucher der HANNOVER MESSE 2017. Vor allem die Leitmessen Industrial Automation und Digital Factory zeigen in Vorträgen, Demos und Konferenzen, wie eng virtuelle und reale Welt künftig verzahnt werden.

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