Digitale Zwillinge: Virtuelle Abbilder realer Maschinen

Was steckt hinter dem Konzept des Digitalen Zwillings?

Ein Digitaler Zwilling ist die virtuelle Abbildung einer realen Maschine. Durch die Simulation und Emulation realer Komponenten lassen sich Steuerungsprogramme (SPS-Prozesse) testen und das Verhalten der Maschine in verschiedenen Szenarien realitätsnah abbilden. Auf Basis von CAD-Daten entstehen 3D-Modelle, die mechanische Bewegungen visualisieren. So wird die Funktionsweise einer Anlage greifbar.
 

Digitale Zwillinge im Einsatz

Ein Digitaler Zwilling bietet zahlreiche Vorteile bei Betrachtung des Lebenszyklus einer Maschine. Die möglichen Anwendungsfälle lassen sich in drei Hauptbereiche unterteilen:

• Simulation: 
  Hierunter fallen Vorteile durch die Visualisierung der Mechanik. Die Bewegungen mechanischer Komponenten lassen sich präzise nachvollziehen, was gezielt für die Optimierung der Bewegungsabläufe genutzt werden kann. Neu entwickelte mathematische Modelle zur Berechnung von Kinematiken können integriert und virtuell getestet werden. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation, den Objekttransport digital abzubilden und auf korrektes Verhalten hin zu überprüfen.
   
• Testen: 
  Beim Testen steht die Überprüfung der korrekten Funktion des Steuerungscodes und der definierten Prozessabläufe im Vordergrund. Änderungen wie neue Formate, Programme oder Softwareupdates können virtuell geprüft werden, bevor sie an der realen Maschine eingesetzt werden. Das reduziert Stillstandszeiten und erhöht die Planungssicherheit. Virtuell getestete Codeänderungen können nahtlos auf die reale Anlage übertragen werden.
   
• Training: 
  Dieser Bereich umfasst das virtuelle Training des Bedienpersonals. Abläufe wie der Formatwechsel oder das Reinigen einer Anlage können virtuell geübt werden, bevor das Personal an einer realen Maschine arbeitet. Dadurch wird das Verständnis der Prozesse bereits im Vorfeld geschärft. Das reduziert Fehlerrisiken, minimiert Stillstandszeiten und erhöht die Betriebssicherheit. 
   

Wohin entwickelt sich der Digitale Zwilling?

Das Potenzial Digitaler Zwillinge ist noch nicht ausgeschöpft.  Zukünftig wird es verstärkt darum gehen, digitale Modelle über Systemgrenzen hinweg miteinander zu vernetzen, um ein ganzheitliches, digitales Abbild komplexer Anlagen zu schaffen. Strategische Partnerschaften spielen dabei eine wichtige Rolle, um Know-how zu bündeln und neue Ansätze in der Praxis umzusetzen.

Gleichzeitig treiben wir interne Prozessoptimierungen voran. Ein einheitlicher Aufbau von Projekten sorgt für mehr Effizienz, klare Prozesse und eine bessere Skalierbarkeit. Gleichzeitig arbeiten wir gemeinsam mit Partnern an neuen Funktionen und erweiterten Simulationsmöglichkeiten.

Besonderes Augenmerk liegt auf der Weiterentwicklung der Modelle selbst. Ziel ist es, das Verhalten von Maschinen noch realistischer abzubilden – etwa durch detailliertere Verhaltensmodelle oder die Integration vereinfachter Strömungssimulationen.

So wird der Digitale Zwilling Schritt für Schritt zu einem unverzichtbaren Werkzeug – vom ersten Konzept bis zum laufenden Betrieb.