Industrie 4.0 – ein Begriff, den man in der heutigen Zeit unzählige Male hört und um den man nicht herumkommt. In diesem Zusammenhang fallen weitere Schlagwörter, wie Big Data, Data Mining, aber auch Digitaler Zwilling oder digitaler Schatten. Was der Unterschied zwischen den beiden letzten Begriffen ist oder ob sie schlussendlich dasselbe meinen, klären wir in diesem Artikel.
Bevor wir uns dem eigentlichen Thema des Artikels beschäftigen, sollten wir einen kurzen und klärenden Blick auf den Begriff Industrie 4.0 werfen. Denn dieser steht zwar, was die moderne Industrie und deren Entwicklungen angeht in so gut wie jedem zweiten Satz, aber was genau steckt dahinter? Die Definition des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierten Arbeitskreises Industrie 4.0 lautet:
Industrie 4.0 bezeichnet die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie. Für Unternehmen gibt es viele Möglichkeiten, intelligente Vernetzung zu nutzen. Zu den Möglichkeiten zählen beispielsweise Flexible Produktion, Wandelbare Fabriken, Kundenzentrierte Lösungen, Optimierte Logistik, Einsatz von Daten und Ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft. [1]
Wir befinden uns in einer Welt, aus der Globalisierung und Digitalisierung nicht mehr wegzudenken sind. Die Datenströme werden immer größer, schneller, unübersichtlicher, aber sie haben nach wie vor ein unfassbar großes Potenzial, wenn man sie für sich bzw. für das Unternehmen zu nutzen weiß. Dazu gehören zum Beispiel Methoden der Datenanalyse, aber auch der digitale Schatten und Zwilling sind Konzepte und Technologien, die als Ziel haben, die vorhandenen Daten zur Optimierung des Unternehmensgeschehens zu nutzen.
Damit kommen wir nun zur Frage: Was ist ein digitaler Schatten, was ein digitaler Zwilling und worin besteht der Unterschied zwischen den Beiden?
Digitaler Schatten
Unter einem digitalen Schatten versteht man grundsätzlich die Gesamtheit der nachvollziehbaren Aktivitäten, Aktionen oder Beiträge, die von einem Nutzer oder Objekt im Internet oder auf anderen digitalen Geräten hinterlassen werden. Dieser wird im Englischen auch als digital footprint (deutsch: digitaler Fußabdruck) bezeichnet. Bezogen auf Industrie 4.0 handelt es sich bei einem digitalen Schatten um ein Abbild von realen Prozessen, beispielsweise in der Produktion und der Entwicklung. Ebenso hinterlässt jedes Produkt durch Betriebs- und Zustandsdaten, Prozessdaten etc. einen digitalen Schatten. Dieser hat die Funktion einer Datenbasis in der digitalen Welt. [2], [3], [5]
Digitaler Zwilling
Der digitale Zwilling baut auf der Basis des digitalen Schattens auf und ergänzt diesen um Prozess- und Simulationsmodelle, um das reale Objekt möglichst genau abbilden zu können. Dabei ist es allerdings –im Gegensatz zu einem digitalen Schatten- unerheblich, ob das Objekt in der Realität schon existiert oder ob es erst noch entstehen wird. Beispielsweise kann ein digitaler Zwilling einer neuen Maschine oder einer Fabrikhalle schon bestehen, obwohl sie in echt noch nicht gebaut wurde. Der digitale Zwilling verfügt beispielsweise über die Planungsdaten und Entwürfe der Fabrikhalle und dank der Simulationsmodelle kann die digitale Fabrik schon vor Erbauung der realen Fabrik „erbaut“ werden. [4], [6]
Genau hierin steckt ein enormes Potenzial: durch Simulationen mit dem digitalen Zwilling ist es beispielsweise möglich, Planungs- und Konstruktionsfehler frühzeitig zu entdecken, aber auch Prozesse zu optimieren. Werden Fehler oder Schwachstellen aufgedeckt, so ist es wiederum möglich, mit Hilfe des digitalen Zwillings Ursachenforschung zu betreiben und Lösungen zu finden.
FAZIT
Die durch Industrie 4.0 angestrebte „intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen“ kann unter anderem durch die Implementierung von digitalen Zwillingen im Unternehmen erfolgen. Hierbei ist es möglich, durch die gesammelten und gebündelten Informationen des digitalen Schattens und Prozess- sowie Simulationsmodellen an vielen Stellen Optimierungspotentiale zu nutzen. Hierbei kann es sich sowohl um eine Reduktion von Kosten und Materialverbrauch, aber auch um die Früherkenntnis und Prävention von Fehlern in Entwicklung und Produktion handeln.
QUELLENANGABEN
[1] https://www.plattform-i40.de/PI40/Navigation/DE/Industrie40/WasIndustrie40/was-ist-industrie-40.html (Stand: 21. Januar 2020)
[2] Digitale Fabrik: Methoden und Praxisbeispiele (2.Auflage) von Uwe Bracht, Dieter Geckler, Sigrid Wenzel, S.13 [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_footprint (Stand: 21. Januar 2020) [4] http://www.industry-analytics.de/was-ist-ein-digitaler-zwilling/ (Stand: 21. Januar 2020) [5] https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00287-017-1061-2.pdf (Stand: 21. Januar 2020) [6] https://www.ipk.fraunhofer.de/content/dam/ipk/IPK_Hauptseite/dokumente/themenblaetter/ vpe-themenblatt-digitaler-zwilling.pdf (Stand: 21. Januar 2020)
