Digitale Zwillingstechnologie:Jenseits der Raketenwissenschaft

Eigentlich sind digitale Zwillinge sind Raketenwissenschaft. Schließlich verwendete die NASA vor Jahrzehnten die sogenannte Pairing-Technologie, um eine Umgebung außerhalb der Reichweite zu simulieren. Heute verwenden wir den Begriff Digitaler Zwilling, den ich als virtuelles Modell eines Prozesses, Produkts oder einer Dienstleistung definieren würde. Diese vollständige digitale 360°-Darstellung eines physischen Assets wird hauptsächlich im Industriebereich verwendet. Bald werden sie in Branchen von Lebensmittel und Getränken bis hin zu Einzelhandel und Gesundheitswesen weiter verbreitet sein.

Digitale Zwillinge und ihr enger Verwandter der digitale Faden, der eine End-to-End-Lebenszyklus-Dimension hinzufügt, werden der Schlüssel sein, um Wettbewerbsvorteile zu erzielen und bessere Geschäftsergebnisse zu erzielen. Zum einen tragen sie dazu bei, die Designphase zu optimieren und zu zuverlässigeren Prozessen, Geräten und Abläufen zu führen. Im Laufe der Zeit bietet das Verständnis der Leistung von Vermögenswerten Einblicke für Verbesserungen und führt letztendlich zu einer höheren Rentabilität.

Digitaler Zwilling 101

Die Konvergenz einer Reihe von Technologietrends wird die bevorstehende Zunahme von Zwillingen vorantreiben. Erstens das ununterbrochene Wachstum des IoT. Die Instrumentierung der realen Welt mit der Explosion von Sensoren und nahezu universeller Konnektivität verändert unsere Fähigkeit, auf reale Daten zuzugreifen.

Darüber hinaus verändert unsere Fähigkeit, riesige Mengen verfügbarer Daten mithilfe der Cloud, der KI und des maschinellen Lernens zu erfassen und zu analysieren, unsere Fähigkeit, Erkenntnisse zu gewinnen. Außerdem Fortschritte in 3D, Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Extended Reality (XR) ermöglicht es uns, diese Erkenntnisse in einem realen Kontext anzuwenden, mit Datenüberlagerungen und Ereignissen, die die Fähigkeit der Bediener erhöhen, den Kreislauf zu schließen und diese Erkenntnisse in Aktionen umzuwandeln.

Tatsächlich macht die Konvergenz mehrerer Technologien den digitalen Zwilling zu einem praktikablen Weg, um Werte zu erfassen, indem er all diesen Daten eine aktuelle und zukünftige Bedeutung verleiht. Tatsächlich sind zuverlässige, genaue Daten der Kern jedes digitalen Zwillings- oder digitalen Thread-Frameworks. Es verbindet diejenigen, die am digitalen Asset- oder Prozesslebenszyklus zusammenarbeiten, von Designern, Ingenieuren, Anlagen- und Lieferkettenmanagern bis hin zum Kunden oder Endbenutzer.

Das heißt nicht, dass ein digitaler Zwilling ein Endergebnis, ein Produkt, ein Ergebnis oder eine Technologie an und für sich ist . Es ist ein dynamisches datengestütztes Framework, das als Business Enabler fungiert, zu führt Ergebnisse, Produkte, Ergebnisse oder neue Technologien. Es ist ein Mittel zum Zweck und der Zweck besteht darin, ein reales Problem mit realen Daten zu lösen.

Digitale Zwillinge und der Lebenszyklus

Bei der Erstellung eines digitalen Zwillings generiert die physische Anlage während ihrer Konstruktions- und Betriebslebensdauer Daten, die eine einheitliche Lebenszyklussimulation ermöglichen.

Die digitale Simulation lernt aus vergangenen und gegenwärtigen Operationen und macht Vorhersagen über zukünftige Operationen, die dann in reale Aktionen umgesetzt werden können.

Digitale Zwillinge können bereits in der Konzeptphase mit der Wertschöpfung beginnen, beispielsweise wenn Designalternativen analysiert und iteriert werden.

Darüber hinaus ermöglichen sie es Unternehmen während der Betriebsphase, Probleme zu antizipieren und zu mindern, bevor sie auftreten, was zu einem sicheren, effizienteren und kostengünstigeren Betrieb führt. Gartner formuliert es so:„Wenn die Zwillingsdaten mit Geschäftsregeln, Optimierungsalgorithmen oder anderen präskriptiven Analysetechnologien kombiniert werden, können digitale Zwillinge menschliche Entscheidungen unterstützen oder sogar die Entscheidungsfindung automatisieren.“ Dazu muss der Zwilling jedoch die physischen, kommunikativen und betrieblichen Aspekte des Geräts oder Geräts genau darstellen.

Daher sind Informationsarchitektur und Datenmanagement in jeder Phase des Lebenszyklus eine klare Voraussetzung, um durch die Darstellung des digitalen Zwillings (das Mittel) einen sinnvollen Wert (das Ziel) zu schaffen.

Wie digitale Zwillinge heute genutzt werden

Digitale Zwillinge sind in der Industrie weit verbreitet, insbesondere wenn es um die Anlagenoptimierung über den gesamten Anlagenlebenszyklus geht. Ein fabrikweiter digitaler Zwilling bietet ein Modell des gesamten Betriebs, von den CapEx- bis hin zu den OpEx-Phasen. Dies beginnt bei der Vorplanung und geht über die Bauphase, dann in die Betriebsoptimierung und schließlich zum effizienten Rückbau am Ende des Lebenszyklus.

Der digitale Zwilling kann in Echtzeit aktualisiert werden. Wenn die physische Anlage live geht, wird er vollständig wiedergegeben – einschließlich Wartung, Konnektivität, Sicherheit und Leistungs-/Produktionsvariablen. Jede Änderung der physischen Einrichtung wird automatisch im virtuellen Modell aktualisiert.

Optimierungsideen können auf diese Weise vorab getestet werden, um die Auswirkungen der vorgeschlagenen Änderung auf die Rentabilität zu bewerten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit (und die Kosten für) den Bau von Prototypen. Es verkürzt auch die ROI-Zykluszeiten.

Auch bei verpackten Waren können digitale Zwillinge bei der Verwaltung des Produktlebenszyklus helfen. Durch digitale Simulationen basierend auf Verbraucherpräferenzen können neue Produkte schneller zum Leben erweckt und iteriert werden, ohne das physische Produkt in jeder Phase neu zu erstellen. Im Einzelhandel angekommen, können digitale Zwillinge dann verwendet werden, um Käuferinteressen und -verhalten zu modellieren, um ein besseres Kundenerlebnis zu schaffen und den Umsatz zu steigern.

Gesundheitseinrichtungen beginnen, digitale Zwillinge zu verwenden, um unseren Körper und die Auswirkungen von Krankheiten und Behandlungen besser zu verstehen. Schon bald können Ärzte Verfahren virtuell üben und perfektionieren. Forscher bauen bereits virtuelle 3D-Gehirne und -Herzen, um die Einschränkungen zu überwinden, die durch 2D-Bilder entstehen.

Werde ich einen digitalen Zwilling haben?

Digitale Zwillinge sind nicht nur für Unternehmen da. Von Smartphones, Fitness-Trackern, Gesundheits-Apps und sozialen Medien bis hin zu unseren Smart-Home-Geräten – Menschen erzeugen eine Menge Daten (das berühmte „quantifizierte Selbst“ ist ein Beispiel dafür).

Wir könnten bald eine Kopie von uns haben, um uns selbst zu versorgen und ein produktiveres Leben zu führen, indem wir sowohl ein digitaler als auch ein physischer Patient werden. Könnten wir zum Beispiel irgendwann die Auswirkungen des Verzehrs von Pommes frites im Vergleich zu Quinoa auf unseren digitalen Körper sehen? Es ist nicht ausgeschlossen, dass unsere digitalen Zwillinge wie Maschinen lernen und uns beibringen, unseren Betrieb zu „optimieren“.

Natürlich werden solche individuellen Zwillinge einen erneuten Fokus auf die Privatsphäre schaffen. Damit diese digitalen Zwillinge im Verbraucherbereich an Bedeutung gewinnen, muss der Eigentümer der Daten – die Person – die Kontrolle haben. Der Einsatz neuer datenschutzzentrierter Technologien (wie differenzielle Privatsphäre, föderiertes Lernen, homomorphe Verschlüsselung und Zero-Knowledge-Beweis) kann im Laufe der Zeit dazu beitragen, das Eigentum an diesen Daten durch Design zu sichern.

Die Zukunft ist jetzt:Erweiterung unserer Realität mit digitalen Zwillingen

Unternehmen können digitale Zwillinge nutzen, um bisher unbekannte oder unlösbare Probleme zu erkennen und zu beheben und Innovationen effektiver zu gestalten. Die Komplexität von Assets und Prozessen nimmt weiter zu, sodass der Ruf nach Geschwindigkeit und Agilität zunehmen wird. Daher könnten digitale Zwillinge – wenn sie zur Bewältigung realer Probleme verwendet werden – eine großartige Möglichkeit sein, dieses scheinbar hartnäckige Paradox anzugehen und zu lösen und zu Bausteinen für den Geschäftserfolg zu werden.

Digitale Zwillinge können als eine neue Art von kollaborativer Lösung betrachtet werden, die IT, Betrieb, Forschung und Entwicklung, Marketing und das Geschäft vereint sowie eine Möglichkeit bietet, eine Reihe neuer Technologieplattformen von IoT über Cloud bis hin zu KI und erweiterter Realität effizient zur Lösung zu konvergieren komplexer Probleme der realen Welt. Und die Lösung dieser echten Wortprobleme wird uns dazu bringen, neue Fragen zu stellen wie:Wie wird die digitale Realität in fünf Jahren die Realität definieren?

Hervé Coureil ist Chief Digital Officer bei Schneider Electric, wo er seit mehr als 20 Jahren tätig ist. Herve leitet ein globales Team, das die digitale Transformation bei Schneider Electric vorantreibt und die digitale Transformation der Kunden durch Technologien und Dienstleistungen sowie Ökosystempartner unterstützt. Zuvor war er nach rund 15 Jahren im Finanz- und Geschäftsentwicklungsbereich als Chief Information Officer, als Chief Financial Officer (CFO) für die IT-Business Unit von Schneider Electric sowie als CFO für die Region Asien-Pazifik und als Corporate tätig M&A-Beauftragter.