27. August 2021

In diesem Artikel wird skizziert, warum das vielversprechende Konzept des digitalen Zwillings sein Ziel einer durchgängigen Automatisierung und Konnektivität oft verfehlt. Sie argumentiert, dass Unternehmen für eine vollständige digitale Transformation ihre digitalen Zwillinge mit präzisen standortbezogenen Daten aller beweglichen Property in der Werkstatt und in Ihrer Lieferkette ausstatten müssen. Diese umfassenden standortbasierten Daten ermöglichen es digitalen Zwillingen, umsetzbare Erkenntnisse für operative Exzellenz, intelligente Prozessautomatisierung und erhöhte Produktionsqualität zu gewinnen. Die abgebildeten Anwendungsfälle umfassen die standortbasierte Automatisierung vom Asset Administration bis zur Werkzeugsteuerung, was zu höherer Produktivität, Qualität, Flexibilität und Nachhaltigkeit führt.

Wie vom Digital Twin Consortium definiert, sind digitale Zwillinge eine virtuelle Darstellung von realen Entitäten und Prozessen und der Mechanismus, durch den die virtuellen und realen Entitäten synchronisiert werden.[1] Mithilfe von Sensordaten erstellen digitale Zwillinge ein virtuelles Modell, mit dem sich der aktuelle und zukünftige Zustand von physischen Property oder Prozessen in industriellen Umgebungen analysieren, optimieren und automatisieren lässt. Von Produktiteration, Asset-Administration, vorausschauender Wartung bis hin zur Verhinderung von Ausfallzeiten ermöglichen digitale Zwillinge eine Vielzahl von Anwendungsfällen und ermöglichen es Unternehmen, datenbasierte Entscheidungen in Bezug auf Wartung, Nachhaltigkeit, Prozesseffizienz und Leistung zu treffen.

Das fehlende Teil für Finish-to-Finish-Automatisierung

Das Konzept des digitalen Zwillings ist zwar nicht neu, seine Relevanz für die industrielle Automatisierung und die Umsetzung intelligenter Fertigungsprozesse nimmt jedoch kontinuierlich zu. In der Vergangenheit hatten sowohl der physische Shopfloor als auch sein digitaler Zwilling eine Kehrseite: Der erstaunliche Mangel an Daten zu bewegten Property auf dem Shopfloor. Mehdi Bentanfous, CEO Americas von KINEXON Inc. erklärt: „Die Wirkung eines digitalen Zwillings ist nur so stark wie die Daten, aus denen er schöpft. Der Maschinenpark, der in einer typischen Produktionsstätte nur 1 % aller Property ausmacht, ist der größte Teil, der bisher digitalisiert wurde. Dies bedeutet, dass Unternehmen zu 99% ihrer Produktionsfläche keine kritischen Informationen haben – nämlich Vermögenswerte, die sich im Werk bewegen, einschließlich Produkte, Paletten, Werkzeuge und AGVs. Der Ansatz von KINEXON ist standortbasiert, d. h. ultrapräzise Echtzeit-Asset-Monitoring-Sensoren liefern Daten, die die dynamischen Prozesse in der Werkstatt und Lieferkette wirklich widerspiegeln und ein beispielloses Situationsbewusstsein schaffen.“

„Die Wirkung eines digitalen Zwillings ist nur so stark wie die Daten, aus denen er schöpft.“

Während digitale Zwillinge additionally erfolgreich für die Maschinensteuerung und das Prototyping eingesetzt werden, haben Unternehmen kaum an der Oberfläche gekratzt, wenn es um das Potenzial von Echtzeitdaten über den Standort und den Produktstatus von Property auf dem Shopfloor und in der Lieferkette geht. Die standortbasierte Automatisierungsplattform (LAP) von KINEXON schließt diese aktuelle Datenlücke und verwandelt Standortdaten aus verschiedenen Technologiequellen in einen standortbasierten digitalen Zwilling. Dieser digitale Zwilling generiert dann in Echtzeit umsetzbare Erkenntnisse. Laut Jan Burian, Senior Director, Head of IDC Manufacturing Insights EMEA, „Echtzeitlokalisierung ist ein wesentlicher und integraler Bestandteil der Good Manufacturing unit von morgen. Durch die erreichbare Transparenz auf dem Shopfloor können Unternehmen ihren Produktionsdurchsatz und ihre Logistik verbessern.“

Angesichts der zunehmenden Automatisierung von Maschinen und Prozessen erweist sich die Digitalisierung der damit verbundenen Property als von unschätzbarem Wert für eine durchgängige Automatisierung und Optimierung des Produktionsprozesses. Entlang der Lieferkette können Echtzeitdaten von bewegten Property durch verschiedene Technologien wie UWB oder BLE in Innenräumen und GPS im Freien verfolgt werden. Anschließend wird es in einer standortbasierten Automatisierungsplattform verarbeitet und aktiviert, die gleichzeitig andere Drittsysteme wie WMS, MES und IoT- und Analyseplattformen befeuert. Ein WMS könnte beispielsweise schneller reagieren und das Auftragsmanagement in Echtzeit neu priorisieren, während ein MES von einer besseren Maschinensteuerung und Planung auf Foundation von Materialnachschubdaten in Echtzeit profitieren würde. Darüber hinaus profitieren allgemeine IoT- und Analyseplattformen in der Regel von der Integration einer standortbasierten Automatisierungsplattform. Mit den überlegenen Daten, die sie von LAP erhalten, können sie Provide-Chain-Prozesse erstmals ganzheitlich vom Lieferanten bis zum Kunden analysieren. Dies ist möglich, indem ortsbezogene Daten aus dem digitalen Zwilling mit Sensordaten wie Temperatur, Druck und anderen auftragsbezogenen Kontextdaten kombiniert werden. Diese Finish-to-Finish-Transparenz ist eines der wichtigsten Ergebnisse bei Initiativen zur digitalen Transformation.

Ein Schlüssel dazu, Unternehmen in die Lage zu versetzen, die Vorteile des Industrial Web of Issues (IIoT) voll auszuschöpfen, ist der beispiellose Fokus von KINEXON auf Interoperabilität. Die Sicherstellung, dass der digitale Zwilling Technologien entlang des gesamten Lokalisierungsspektrums integriert und sich zudem nahtlos in den aktuellen Software program-Stack einfügt, schafft Synergien zwischen Softwaresystemen, Benutzern und Prozessen entlang der gesamten Lieferkette. KINEXON zielt mit seinem digitalen Zwilling darauf ab, Technologiesilos in wertschöpfende Datenquellen zu verwandeln und durch Datenaustausch und -integration intelligente Anwendungsfälle in der Fertigung zu ermöglichen.

Es besteht kein Zweifel, dass digitale Zwillinge bleiben werden, und 2020 battle ein gutes Beispiel für ihren Wert in der diskreten Fertigung. „In Zeiten wirtschaftlicher Störungen und Nachfragevolatilität, wie wir sie während der COVID-19-Pandemie erlebt haben, können Digital Twins Unternehmen dabei unterstützen, robuste und belastbare Pläne für ihre Lieferketten und Produktion zu entwickeln. Das ist ein unschätzbarer Vorteil“, sagt Bentanfous von KINEXON. Es überrascht nicht, dass der Markt für digitale Zwillinge einen enormen Wachstumspfad aufweist. Vor der Pandemie ergaben Untersuchungen von Gartner, dass 13 % der Organisationen, die IoT-Projekte implementieren, bereits digitale Zwillinge verwendeten, während 62 % entweder gerade dabei waren, die Nutzung digitaler Zwillinge zu etablieren oder dies zu planen. Nach der Pandemie erwartet Gartner, dass bis 2023 ein Drittel der mittelständischen bis großen Unternehmen, die IoT implementiert haben, mindestens einen digitalen Zwilling im Zusammenhang mit einem COVID-19-motivierten Anwendungsfall implementiert haben wird.[2] Bis 2026 soll der Gesamtmarkt 48,2 Milliarden US-Greenback erreichen.[3]

Die 5 wichtigsten Gründe, in einen standortbasierten digitalen Zwilling zu investieren

1. Prozessoptimierung und beschleunigte Produktionszeit

Standortbasierte digitale Zwillinge können Daten für unzählige IoT-Anwendungsfälle nutzen, darunter Bestandsverwaltung, Prozessautomatisierung, papierlose Produktion, Monitor & Hint, automatisierte Werkzeugsteuerung, AMR-Operationen, Search & Discover. Die Daten sind nicht nur eine wichtige Quelle für die Automatisierung, sondern auch für die Rückverfolgbarkeit und die Schaffung eines digitalen Fadens entlang der gesamten Lieferkette. Digitale Zwillinge können dazu beitragen, Verschwendung, Verzögerungen und Ineffizienzen zu reduzieren, indem sie historische und Echtzeitdaten nutzen und zukünftige Vorhersagen treffen.

2. Echtzeit-Risikobewertung und vorausschauende Wartung

Die von einer Location Based mostly Automation Platform (LAP) verarbeiteten Daten sind entscheidend für die Identifizierung von Risiken sowohl für Arbeitnehmer als auch für Vermögenswerte. Anstatt sich auf generische oder periodische Wartungspläne zu verlassen, ermöglichen digitale Zwillinge eine vorausschauende, zustandsbasierte Wartung. Dies verhindert ungewollte Maschinenstillstände, rationalisiert Ressourcen und verbessert die Anlagenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit. Gleichzeitig bergen sie ein enormes Potenzial für die Arbeitssicherheit, den Kollisionsschutz und andere Anwendungen der Arbeitssicherheit.

3. Sofortiger Wert & schneller ROI

Ein digitaler Zwilling zum Bewegen von Dingen wird durch Daten von gebrauchsfertigen RTLS und anderen Ortungssystemen angetrieben. Ihre Erkenntnisse unterstützen datengestützte Entscheidungen, helfen bei der Identifizierung von Engpässen und Optimierungsmöglichkeiten.

Mit einer kundenfreundlichen Schnittstelle bieten sie sofortigen Mehrwert auf operativer Ebene, ohne bestehende IT- oder OT-Systeme zu belasten.

4. Integration aller IoT-Systeme

Interoperabilität ist ein Schlüsselaspekt einer erfolgreichen digitalen Transformationsstrategie. Der digitale Zwilling von KINEXON wurde entwickelt, um sich nahtlos in bestehende Software program-Stacks zu integrieren und Daten aus jeder Technologiequelle zu verarbeiten. Ohne übermäßige Anforderungen an IT oder OT ermöglicht es direkt eine standortbasierte Automatisierung und bietet gleichzeitig überlegenen Enter für andere IoT-Prozesse und Large-Information-Analysen in Software program von Drittanbietern.

5. Zukunftssicherung Ihres Unternehmens

Digitale Zwillinge und standortbasierte Automatisierung sind die Grundlage, um die Vorteile neuer Spitzentechnologien wie KI oder maschinelles Lernen zu nutzen. Als zentrale Automatisierungsdrehscheibe reduzieren sie Technologie- und Abteilungssilos und fördern Kollaboration und Innovation. Dies wird immer relevanter, wenn man die Nachfrage nach Distant-Echtzeitüberwachung, Fehlerbehebung, Zusammenarbeit und Arbeitsrealitäten in einer zunehmend globalen, fragmentierten Welt berücksichtigt.

„Bis 2023 wird ein Drittel der mittelständischen bis großen Unternehmen, die IoT implementiert haben, mindestens einen digitalen Zwilling im Zusammenhang mit einem COVID-19-motivierten Anwendungsfall implementiert haben.“

Beispielanwendungsfall:

Digitale Zwillinge sind branchenübergreifend wertvoll, aber die Automobil- und Fertigungsindustrie gehören zu den Schlüsselsektoren für ihren Einsatz:

Herstellung: 5% schnellere Fließbandgeschwindigkeit durch automatisierte Werkzeugsteuerung

Ein weltweit führender Automobilhersteller nutzt die standortbasierte Automatisierungsplattform von KINEXON für die automatisierte Werkzeugsteuerung entlang der Montagelinie. Die automatisierte Konfiguration von Werkzeugen, die schnelle und effektive Erstellung von Geofences und die hochpräzise digitale Visualisierung des Montageprozesses haben nicht nur Millioneneinsparungen ermöglicht, sondern auch dazu beigetragen, manuelle Fehler sowie Produktrückrufe zu reduzieren. Die Lösung von KINEXON für den multinationalen Fahrzeughersteller wurde mit mehreren Branchenpreisen ausgezeichnet.

Automobilzulieferer: Jährliche Einsparungen und Produktivitätssteigerungen durch Materialflussoptimierung

Der führende Automobilzulieferer Continental nutzt die Software program von KINEXON zur Optimierung der Lieferkette und des Materialflusses. AGVs und Kommissionierboxen sind mit RTLS-Sensoren ausgestattet, deren Daten im digitalen Zwilling verarbeitet werden. Die Lösung steigerte nicht nur die AVG-Auslastung, sondern optimierte auch die Materialbereitstellung und den Nachschub bei voller Transparenz über intralogistische Prozesse. Weitere Informationen zum gesamten Lösungsspektrum finden Sie in diese Fallstudie.

Fazit: Vollenden Sie Ihre digitale Transformation mit Location-Enabled Digital Twins

„Standortdaten bleiben heute eine der größten ungenutzten Ressourcen für Unternehmen. Gleichzeitig beruht die Gewinnung eines wahren Wertes aus IoT-Anwendungen auf zuverlässigen, präzisen Daten aus dem „Location of Issues“-Universum“, so Bentanfous.

Die Investition in digitale Zwillinge ist nicht nur für das heutige Endergebnis eine vernünftige finanzielle Entscheidung, sondern ermöglicht einem Unternehmen mittel- und langfristig weitere Kosteneinsparungen. Angesichts der jüngsten Preisrevolution und der zunehmenden Akzeptanz verschiedener Lokalisierungstechnologien wie ultrapräzisem Extremely-Wideband (UWB) für die Indoor-Ortung oder GPS für die Outside-Ortung ist das Potenzial zur Wertschöpfung durch standortbasierte Automatisierung mit einem digitalen Zwilling für bewegte Dinge jetzt bereit und für jedes Unternehmen verfügbar.

Jasmin Welter ist der B2B Advertising Supervisor für ein globales Technologieunternehmen KINEXON. Wit KINEXON treibt Jasmin die Nutzung von Ortungstechnologien für die ortsbezogene Industrieautomation voran. Jasmin verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Arbeit mit und für internationale Unternehmen der Fertigungs- und Logistikbranche, mit besonderem Fokus auf Good Manufacturing und Digital Transformation. Du kannst dich mit Jasmin auf verbinden LinkedIn und folge Updates auf Standortbasierte Automatisierung hier

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot-despite- die-auswirkungen-von-covid-19-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Experiences/digital-twin-market-225269522.html

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