In der virtuellen Welt modelliert

In der Werkstatt der nicht allzu fernen Zukunft wird eine intelligente Software, die physische Produkte nachbildet, einen Avatar des realen Produkts erstellen, bevor man mit der Arbeit beginnt. Das Ergebnis, ein digitaler Zwilling, wird Zeit, Geld und Material sparen.

Stellen Sie sich vor, Sie könnten das perfekte Bauteil bearbeiten - mit dem am besten geeigneten Werkzeugsatz, bei optimaler Geschwindigkeit und unter Verwendung der am besten kompatiblen Materialien - lange bevor Sie überhaupt einen Fuß in die Werkstatt gesetzt oder Material dafür bestellt haben. All dies könnte über das Konzept des digitalen Zwillings möglich sein, das einer der Eckpfeiler von Industrie 4.0 ist.

Ein digitaler Zwilling ist das dynamische Softwaremodell eines vergangenen, aktuellen oder zukünftigen Zustands oder Verhaltens eines physischen Produkts oder Systems, das es ermöglicht, es virtuell zu simulieren. Bengt Olsson, Product Information Specialist bei Sandvik Coromant, erklärt: "Um es ganz einfach auszudrücken, ist es so, als hätte man einen Avatar der realen Sache, der sich genauso bewegt und verhält, wie es die reale Sache in der Umgebung tun würde, in die man sie stellt. Dieser Avatar passt sehr gut in die digitale Welt der Tweets, Blogs und Streams und lässt die Grenzen zwischen der digitalen und der realen Welt verschwimmen."

Replikation menschlicher Expertise

Sandvik Coromant hat die Technologie des digitalen Zwillings bereits eingesetzt, um einige der menschlichen Fähigkeiten und das Fachwissen seiner technischen Ingenieure nachzubilden, darunter die Kunst, zu "hören", ob eine Kante in einer Maschine stumpf wird. Das Unternehmen trägt auch zur weiteren Standardisierung der digitalen Zwillingstechnologie bei, indem es an verschiedenen Plug-and-Play-Lösungen arbeitet und bei der Einrichtung einer globalen Werkzeugbibliothek hilft, in der digitale Zwillinge alle Werkzeugdaten abrufen können, die sie benötigen, um die effizienteste Werkzeugzusammenstellung für bestimmte Bearbeitungszwecke zu erstellen.

Durch die Verwendung von Informationsstandards und Plug-and-Play-Technologie wird eine neue Dimension der Kommunikation Realität, bei der physische Dinge sowohl untereinander als auch mit Anwendungen kommunizieren.

Laut Olsson liegt die wahre Stärke eines digitalen Zwillings darin, dass er Zugang zu strukturierten Informationen bietet und die künstliche Intelligenz in die Lage versetzt, aus früheren Erfahrungen zu lernen und Herausforderungen über Sensoren aufzugreifen und so zu helfen, reale Ergebnisse vorherzusagen.

"Das bedeutet, dass man verschiedene Bearbeitungsalternativen vor dem realen Prozess testen kann", sagt er und fügt hinzu, dass die fortschreitende Intelligenz des Systems auch dazu beitragen wird, dass man dem gewünschten Ergebnis viel schneller und effizienter näher kommt als bei jeder anderen Art von Prozess.

Zeit und Ressourcen einsparen

"Mit einem digitalen Zwilling kann man sich an die gegebenen Bedingungen anpassen und überprüfen, ob die Konstruktionsanforderungen erfüllt werden, auch wenn man sich noch auf dem Reißbrett befindet", sagt Olsson, "und man spart nicht nur Zeit, sondern auch Material und Ressourcen, die man sonst für die mögliche Fehlermarge investieren müsste."In Zukunft, so Olsson, wird es immer üblicher werden, Produkte und Prozesse über ihre digitalen Zwillinge zu testen, bevor man ihr physisches Gegenstück erwirbt: "Vielleicht finden Sie ein Produkt im Internet", erklärt er, "bevor Sie es kaufen, laden Sie seinen digitalen Zwilling herunter, um zu sehen, wie - und ob - es in der Umgebung funktioniert, in der Sie es brauchen."

Die virtuelle Werkstatt

Bereits 2017 nannte das globale Forschungs- und Beratungsunternehmen Gartner den digitalen Zwilling unter seinen Top 10 der strategischen Technologietrends und prognostizierte, dass etwa ab dem Jahr 2020 "Milliarden" von Produkten und Prozessen durch digitale Zwillinge repräsentiert sein werden.

Precise digital twin representations increase speed and quality of the design and planning processes.

Obwohl Sandvik Coromant bereits seit den frühen 2000er Jahren mit der Technologie des digitalen Zwillings arbeitet,

Olsson sagt, dass die rasante Entwicklung des industriellen Internets der Dinge die Technologie auf eine ganz neue Ebene gebracht hat und ihr Fähigkeiten wie kognitive Dienste und auf künstlicher Intelligenz basierende digitale Modelle verleiht, die eine Interaktion ermöglichen: "Man kann ihr während der Arbeit Fragen stellen", sagt er.

Zu den Zukunftsplänen von Sandvik Coromant gehören weitere Investitionen in die Verbesserung der Informationsqualität des digitalen Zwillings, die Einrichtung von Kommunikationskanälen und die Entwicklung von Informationsmodellen, die für künftige Herausforderungen gerüstet sind. Sandvik Coromant arbeitet auch daran, die Kommunikation zwischen den digitalen Zwillingen des Unternehmens und den Systemen seiner Kunden zu verbessern.

"Die Technologie hat die Industrie jetzt eingeholt", sagt er, "in Zukunft wird man die virtuelle Werkstatt durchlaufen müssen, bevor man auch nur davon träumen kann, die physische Werkstatt zu betreten."