Was ist ein Digital Twin?

Was ist ein Digital Twin?

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines hochwertigen und komplexen physischen Systems, die Echtzeitdaten nutzt, um die Verfügbarkeit, Wartungsarbeiten und das Produktdesign zu verbessern. Hochkomplexe und kostspielige Systeme wie Wasserkraftturbinen zur Stromerzeugung, Flugzeugtriebwerke und Raketentriebwerke setzen häufig die Technologie des digitalen Zwillings ein.

Beispiele für digitale Zwillinge

Die folgenden Beispiele sind nach den Branchen geordnet, in denen digitale Zwillinge am häufigsten zum Einsatz kommen.

Digitale Zwillinge im Verkehrswesen

Unternehmen wie GE und Boeing nutzen digitale Zwillinge, um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit ihrer Flugzeug- und Diesellokomotivmotoren zu erhöhen. Digitale Zwillinge sind mit Sensoren ausgestattet, die Temperatur, Kraftstoffverbrauch, Drehzahl und Leistungsabgabe messen. Wenn die Motoreffizienz nachlässt, kann der digitale Zwilling auf potenzielle Ausfälle und zu prüfende Komponenten hin hinweisen.

Energie und digitale Zwillinge

Die Erzeugung von Wasserkraft erfordert teure Wasserturbinen. Hersteller nutzen digitale Zwillinge, um den Zustand ihrer Turbinen zu überwachen und so optimale Wartungspläne sowie Möglichkeiten für Konstruktionsänderungen zur Steigerung der Effizienz zu ermitteln. Windkraftanlagen sind teuer und nach ihrer Inbetriebnahme schwer zu warten. Digitale Zwillinge überwachen die Windgeschwindigkeiten und deren Auswirkungen auf die Turbine. Die Turbinenblätter können angepasst werden, um Sicherheitsmargen aufrechtzuerhalten, falls Komponenten sich ihren Auslegungsgrenzen nähern. Das Abschalten von Windkraftanlagen und das Hineinbeförderung von Wartungsteams ist kostspielig, daher können digitale Zwillinge die Zeit zwischen den Wartungsintervallen verlängern.

Einsatz digitaler Zwillinge im Gesundheitswesen

Das Gesundheitswesen wird immer datenintensiver. Teure Geräte wie MRT- und CT-Scanner müssen jederzeit einsatzbereit sein, weshalb Hersteller die Digital-Twin-Technologie einsetzen, um die Zuverlässigkeit dieser Geräte zu erhöhen. Durch die kontinuierliche Fernüberwachung der Geräte können Hersteller Wartungsfenster minimieren und eine ständige Diagnose ermöglichen.

Luft- und Raumfahrt & Digitale Zwillinge

Die NASA leistete bereits während der Apollo-Missionen Pionierarbeit im Bereich der digitalen Zwillinge, indem sie auf der Erde Kopien der physischen und digitalen Hardware vorhielt und während der Missionen Echtzeit-Telemetriedaten von diesen Zwillingen empfing. Dies ermöglichte es den Ingenieuren auf der Erde, Probleme zu beheben und den Astronauten wichtige Ausweichlösungen zu liefern.

SpaceX setzt in großem Umfang digitale Zwillinge ein, insbesondere für seine Raptor-Triebwerke, die im Betrieb enormen Kräften ausgesetzt sind. Diese Daten werden genutzt, um Ausfälle zu verhindern und Leistungsparameter zu analysieren, was zu verbesserten Konstruktionen führt.

Bauwesen

Gebäude und Brücken sind ständigen Belastungen durch Witterungseinflüsse und die Nutzer der Bauwerke ausgesetzt. Dehnungsmessstreifen erfassen die auf das Bauwerk einwirkenden Kräfte, um mögliche Schäden frühzeitig zu erkennen, sodass durch vorausschauende Instandhaltung die Sicherheit gewährleistet werden kann.

Fertigung und digitale Zwillinge

Im Produktionsprozess kommen digitale Zwillinge sowohl auf der Mikroebene zur Überwachung der Produktqualität während der Fertigung als auch auf der Makroebene zur Verbesserung der Durchlaufzeiten und des Durchsatzes zum Einsatz.

Motorsport & Digitale Zwillinge

Formel-1-Rennwagen sind komplexe Maschinen, die umfangreiche Feinabstimmungen erfordern, um Rennen zu gewinnen. Mithilfe von Digital Twins können Mechaniker feinabstimmen , die Dämpfung der Federung und die Aerodynamik feinabstimmen , um Geschwindigkeit und Fahrverhalten zu optimieren.

Arten von digitalen Zwillingen

Ein digitaler Zwilling kann sich auf eine einzelne Komponente konzentrieren, beispielsweise das Getriebe eines Formel-1-Rennwagens. Ein digitaler Zwilling kann auch auf der Ebene der Anlage agieren, also beispielsweise auf der Ebene der Kombination aus Motor und Getriebe. Ein digitaler Zwilling auf Systemebene würde das gesamte Fahrzeug umfassen.

Was sind die Vorteile eines Digital Twin?

Zu den Vorteilen von Digital Twins gehören unter anderem:

• Digital Twins verschaffen Unternehmen ein tieferes Verständnis ihrer Betriebsabläufe, das sie zur Steigerung der Effizienz und Widerstandsfähigkeit nutzen können.
• Die Produkte werden anhand der Erkenntnis verbessert, die aus ihrer Funktionsweise in den Kundenumgebungen Erkenntnis . Neue Versionen werden zuverlässiger und wartungsfreundlicher, da sie neue Funktionen enthalten, die auf Daten und Analysen basieren, die aus digitalen Zwillingen gewonnen werden.
• Investitionen in die Digital-Twin-Technologie führen zu einer höheren Kundenzufriedenheit, da die visualisierten Daten die Betriebszeit verlängern und eine proaktivere Wartung ermöglichen. Dank der Sensordaten sind Sichtprüfungen seltener erforderlich, sodass die Wartungsintervalle verlängert werden können.
• Eine umfassendere Instrumentierung verbessert Beobachtbarkeit liefert genügend Datenpunkte, um prädiktive Algorithmen mit Maschinelles Lernen auszuführen und so Anomalien aufzudecken, die bei der alleinigen Verwendung von Dashboards übersehen werden könnten.

Integration von Datenmanagement Digital Twins

Eine der Herausforderungen beim Einsatz digitaler Zwillinge besteht darin, die von ihnen erzeugten Datenmengen zu bewältigen, da diese Netzwerke und Server überlasten können. Traditionell werden Sensordaten lokal in Flatfiles gespeichert, was einen hohen Verwaltungsaufwand erfordern kann. eingebettet wieActian Zenbieten eine ressourcenschonende, wartungsfreie Alternative zu Flatfiles. Actian Zen kann Daten von mehreren Sensoren filtern und zusammenführen, sodass die an den digitalen Zwilling gesendete Datenmenge optimiert wird, um Netzwerküberlastungen zu reduzieren.

Actian und die Data Intelligence Platform

DieActianData Intelligence Platformwurde speziell entwickelt, um Unternehmen dabei zu unterstützen, ihre Daten in hybriden Umgebungen zu vereinheitlichen, verwalten und zu verstehen. Sie vereint Metadaten , Governance, Datenherkunft, Qualitätsüberwachung und Automatisierung auf einer einzigen Plattform. So können Teams nachvollziehen, woher Daten stammen, wie sie genutzt werden und ob sie internen und externen Anforderungen entsprechen.

Über seine zentralisierte Schnittstelle ermöglicht Actian Erkenntnis Datenstrukturen und -flüsse, wodurch die Umsetzung von Richtlinien, die Behebung von Problemen und die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit vereinfacht werden. Die Plattform hilft zudem dabei, Daten mit dem geschäftlichen Kontext zu verknüpfen, sodass Teams Daten effektiver und verantwortungsbewusster nutzen können. Die Plattform von Actian ist darauf ausgelegt, mit sich entwickelnden Datenökosystemen mitzuwachsen und eine konsistente, intelligente und sichere Datennutzung im gesamten Unternehmen zu unterstützen.Fordern Sie Ihre persönliche Demo an.