Digitales Gewinde vs. Digitaler Zwilling: Was brauchen Sie am meisten?

Digitaler Faden vs. Digitaler Zwilling: Was brauchen Sie mehr?

Die Technologien Digital Thread und Digital Twin können zwar eine solide Grundlage für die digitale Transformation bilden, es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede zwischen ihnen. Wenn Ihr Unternehmen wächst und fortschrittlichere Technologien und Verfahren einsetzt, können Sie durch die Kenntnis der Unterschiede zwischen den beiden Technologien die besten digitalen und physischen Ergebnisse für Ihr Unternehmen erzielen.

Der digitale Faden ermöglicht es Unternehmen, ihre Daten in einem standardisierten Knotenpunkt zu zentralisieren, so dass alle Fertigungselemente Zugriff auf dieselben Daten haben.

Ein digitaler Zwilling hingegen erstellt aus den Daten eine virtuelle Kopie der gewünschten Produkte, Umgebungen und Prozesse. Dieser Zwilling generiert Daten, die für die Entwicklung, den Bau und den Betrieb des Produkts unter Berücksichtigung der optimalen Qualität verwendet werden.

Das Verständnis der Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen diesen beiden fortschrittlichen Technologien ist von grundlegender Bedeutung, wenn Sie die digitale Transformation und das Wachstum Ihres Unternehmens vorantreiben wollen.

Digitaler Faden vs. Digitaler Zwilling: Was ist der Unterschied?

Obwohl die Digital Thread- und die Digital Twin-Technologie eine solide Grundlage für die digitale Transformation bilden, bieten beide Technologien der Branche eine Reihe spezifischer Vorteile.

Wir werden diese Vorteile im Folgenden näher erläutern, aber der Hauptunterschied zwischen den Vorteilen ist eine Frage des Umfangs. Bei der Technologie des digitalen Zwillings geht es um die Erfassung von Daten aus einer einzigen Quelle, während es bei einem digitalen Faden um die Erfassung von Daten aus verschiedenen Quellen geht. Während die digitale Zwillingstechnologie eine Verbindung zu anderen Zwillingen herstellt und umfassende digitale Umgebungen schafft, ist ihr Zweck auf einen bestimmten digitalen Raum beschränkt.

Andererseits ist der digitale Faden im Wesentlichen grenzenlos, da er mit fast jedem anderen Fertigungssystem, einschließlich der digitalen Zwillingstechnologie, verbunden werden kann.

Trotz der unterschiedlichen Größenordnungen verfügen beide über unglaubliche Fähigkeiten, die sie zu einem Vergleichsobjekt in der Branche machen.

Um zu sehen, wie jede der beiden Technologien für sich funktioniert, wollen wir sie genauer unter die Lupe nehmen und herausfinden, wie Ihre Produktion von der Digital Twin- oder der Digital Thread-Technologie profitieren kann.

Digitaler Zwilling: Digitale Möglichkeiten in reale Erfolge verwandeln

Was würden Sie tun, wenn Sie eine digitale Welt erschaffen könnten, die die reale bis ins kleinste Detail nachahmt?

Sie hätten eine unbegrenzte Landschaft, in der Sie alles bauen, spielen und testen könnten, bevor es in der Produktion ankommt. Alle Erfolge würden in der realen Welt mit verlässlichen Ergebnissen angewandt werden, wodurch kostspielige Neukonstruktionen von Produkten, Probleme mit Anlagen und ineffiziente Betriebsabläufe vermieden würden.

**Das ist die Stärke der digitalen Zwillingstechnologie.

Es wird eine digitale Kopie eines Geräts, einer Umgebung oder eines Prozesses erstellt, um ein betriebsorientiertes Design, eine bessere Fertigung und den Abruf von Daten und Erkenntnissen in Echtzeit zu ermöglichen.

Überraschenderweise gibt es das Konzept des digitalen Zwillings schon seit den 1970er Jahren, obwohl es damals noch nicht digital war. Stattdessen wurde es Pairing-Technologie genannt.

Während der Apollo-13-Mondmission im Jahr 1970 verlor das Raumschiff seine Sauerstofftanks. Die NASA-Bodenkontrolle brauchte eine Möglichkeit, die Sauerstoffversorgung der Besatzung wiederherzustellen, damit sie sicher nach Hause kommen konnte.

Aber wie sollte das Problem gelöst werden, ohne am Raumschiff selbst zu arbeiten? Wie konnten sie überhaupt die Ursache für die Fehlfunktion feststellen?

Dieses Problem veranlasste die NASA-Ingenieure dazu, einen physischen Zwilling des Raumschiffs zu verwenden, der das von der Apollo-13-Besatzung geflogene Raumschiff nachahmt. Durch diesen innovativen Einsatz des physischen Zwillings konnte die NASA das Raumschiff reparieren und die Astronauten sicher nach Hause bringen.

Seit 1970 hat sich der Einsatz von physischen und digitalen Zwillingen zu einer starken Kraft für eine Vielzahl von Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Fertigung, Energie und Automobilbau entwickelt.

Durch die Verwendung von digitalen Renderings und Echtzeitdaten, die von IoT-Geräten erfasst werden, nutzen Unternehmen digitale Zwillinge, um in drei Phasen des Produktlebenszyklus die besten Geschäftsergebnisse zu erzielen.

1. Design: In der Designphase können Ingenieure reale Elemente (Materialien und Komponenten) mit virtuellen Elementen (Software) kombinieren und sie in einer komplexen digitalen Umgebung testen. Anstatt physische Prototypen zu erstellen, kann die Technologie des digitalen Zwillings zum Entwerfen, Testen und Verbessern verwendet werden, bevor Geld für die Montage oder reale Fertigung ausgegeben wird.

2. Bauen: Sobald die Designphase abgeschlossen ist, kann das Produkt hergestellt werden. Mithilfe eines digitalen Zwillings der Produktionsumgebung können die Hersteller sicherstellen, dass die richtigen Toleranzen und Spannungen auf die Komponenten und das Produkt angewendet werden. Wenn ein Bauteil in der physischen Welt falsch hergestellt wird, spiegelt sich dies im digitalen Zwilling wider, so dass Unternehmen ihre Produktionspraktiken leicht nachverfolgen, fehlerhafte Teile entfernen, Wurzelursachen finden und eine bessere Fertigung erreichen können.

3. Betrieb: Während das Produkt in Betrieb ist, wird ein digitaler Zwilling erstellt, um die Effizienz, die Abnutzung und/oder eventuelle Störungen des Produkts oder des Prozesses zu verfolgen. Wenn ein Problem mit einer Maschine auftritt, kann der digitale Zwilling eine frühzeitige Risikobewertung vornehmen und das Wartungsteam schnell benachrichtigen, was zu einer vorausschauenden Wartung anstelle einer vorbeugenden Wartung führt.

.

Digitaler Zwilling und IoT

Die Technologie des digitalen Zwillings wird durch den Einsatz von IoT-Sensoren und vernetzten Systemen ermöglicht. IoT-Sensoren übermitteln Daten an den digitalen Zwilling, der alle physischen Attribute der realen Welt nachahmt, einschließlich Temperatur, Energieverbrauch, Teileausrichtung und vieles mehr.

Sobald der digitale Zwilling erstellt ist, wertet das System ständig die Aktionen des Geräts aus und findet Möglichkeiten zur Verbesserung. Wenn die digitale Zwillingstechnologie so eingerichtet ist, dass sie autonom agiert, kann sie oft Lösungen ohne menschliches Zutun umsetzen.

Die digitale Zwillingstechnologie erreicht dieses Maß an Einblick und Intelligenz mit dem IoT durch eine einfache Reihe von Aktionen.

• Sehen: Erstens bietet die digitale Zwillingstechnologie durch den Einsatz von IoT-Sensoren einen vollständigen Überblick über die Maschine, die Umgebung oder den Prozess. Durch den Einsatz eines Computerbildschirms oder einer Augmented-Reality-Brille können die Arbeiter die digitale Darstellung der Maschine über der realen Maschine sehen, was einen detaillierten Einblick in beide Umgebungen gleichzeitig ermöglicht.

• Denken: Zweitens berechnet der digitale Zwilling anhand der riesigen Datenmengen, die von den IoT-Sensoren erfasst werden, die effektivsten Lösungen und Verbesserungsmöglichkeiten.

• Do: Drittens führt die Technologie die entsprechenden Maßnahmen entweder autonom oder auf Anweisung von Mitarbeitern aus.

Nehmen wir an, Sie haben einen Prozess, der durch IoT und digitale Zwillingstechnologie unterstützt wird. Während die Mitarbeiter ihre Aufgaben und Verantwortlichkeiten mit ihren Maschinen und angeschlossenen Geräten ausführen, verfolgt das System jede Aktion innerhalb des Prozesses: Bestandsnutzung, Qualitätsdaten und mehr.

Wenn es ein Problem innerhalb des Prozesses gibt, isoliert die digitale Zwillingstechnologie und bietet machbare Lösungen entweder für den Arbeiter oder für die entsprechenden Führungskräfte.

Sobald die Korrekturmaßnahmen ausgewählt wurden, setzt das System die Lösung um, indem es sowohl die Mitarbeiter als auch die IoT-Geräte mit den entsprechenden Maßnahmen beauftragt.

Beispiel für die Technologie des digitalen Zwillings

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Turbinenmotor, der den Wasserfluss in Strom umwandelt (Wasserkraft). Ihr Turbinenmotor verfügt über verschiedene IoT-Sensoren, die Daten vom Gerät sammeln und dann ein digitales Rendering der Turbine erstellen.

Diese digitale Darstellung ist so programmiert, dass sie sich genauso verhält wie die reale Turbine, wobei Sie auch die Kontrolle über die Ereignisse und die Umgebung haben. Die IoT-verbundene Turbine nutzt die gesammelten Daten, um Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten, und verwendet dann digitale Renderings von Testszenarien, um die besten Lösungen zu berechnen und zu finden.

Ihr Turbinenmotor erleidet einen leichten Schaden, der die Lebensdauer des Produkts um mehr als 25 % verkürzen wird.

Anstatt dass ein Wartungsmitarbeiter vor Ort an der Maschine arbeiten muss, was zu Ausfallzeiten führt, kann eine Lösung per Fernzugriff gefunden werden.

Der digitale Zwilling deutet darauf hin, dass die Ursache in der gestiegenen Anzahl der täglichen Starts liegt, und schlägt vor, den Schaden durch eine Verlangsamung der Hochlaufzeit und ein neues Startverfahren zu mindern. Nach Überprüfung der Daten geben Sie grünes Licht, und der digitale Zwilling löst das Problem, ohne die Maschine jemals außer Betrieb zu nehmen.

Dieses fortschrittliche maschinelle Lernen und die Erkenntnisse werden mit jeder weiteren Turbine, die an den digitalen Zwilling angeschlossen wird, exponentiell gesteigert. Die Technologie sammelt und kompiliert Daten von jeder Turbine, um einen noch detaillierteren Überblick über die Umwelt und den Wasserkraftbetrieb zu erhalten.

Digitaler Zwilling: Zentralisierte Informationen

Was wäre nun, wenn wir die Daten aus einem digitalen Zwilling und anderen Quellen nutzen könnten, um die Informationen in einem strukturierten Kommunikationsrahmen zu zentralisieren? Alle Produktionssilos und Unternehmensabteilungen hätten Zugang zu denselben Informationen, was die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit erheblich erleichtern würde.

Da die Daten zentralisiert und in einen Kommunikationsrahmen oder digitalen Faden eingebettet sind, sind die Daten zuverlässiger und genauer, als wenn Sie von den einzelnen Abteilungen abhängig wären, die ihre individuellen Informationen austauschen. Hinzu kommt, dass verschiedene Abteilungen oft unterschiedliche Methoden zum Sortieren, Betrachten und Analysieren von Daten haben, was die gemeinsame Nutzung oder Extrapolation von Informationen nicht gerade erleichtert.

Anstelle des traditionellen siloartigen Ansatzes für Unternehmensabteilungen wie Lagerhaltung und Fertigung sorgt die Technologie des digitalen Fadens für einen zentralisierten Datenfluss durch alle Abteilungen.

Wenn beispielsweise Manufacturing Execution Systems wie VKS die Mitarbeiter durch ihre Aufgaben führt, werden die Daten über die gefertigten Mengen und die Produktivität mit Lagerhaltungsprogrammen wie einem MRP, Managementprogrammen wie einem ERP und/oder BI-Software zur Analyse ausgetauscht.

Digitaler Faden und API

Die Erstellung eines starken digitalen Threads hängt in erster Linie von einer API (Anwendungsprogrammierschnittstelle) ab. Die API ermöglicht es einer Reihe von Programmen, sich über eine gemeinsame Programmiersprache zu verbinden und zusammenzuarbeiten.

Hersteller haben oft mehrere Systeme, die sie täglich nutzen. Es gibt ERPs, die die Leistung des Betriebs verfolgen, BI-Software, die fortschrittliche Analysetools bereitstellt, und Arbeitsanweisungssoftware, die Praktiken standardisiert und die Fähigkeiten der Mitarbeiter verbessert.

Um ein intelligentes Fertigungssystem zu erhalten, müssen diese Systeme zusammenarbeiten. Man könnte argumentieren, dass es für Unternehmen besser wäre, in ein System zu investieren, das alles kann. Dies würde die Zusammenarbeit und die Zentralisierung von Daten sicherlich erleichtern, oder?

Nun, nicht ganz.

Jede Software wird für einen bestimmten Zweck entwickelt, und bei SAAS-basierten Systemen sorgen kontinuierliche Verbesserungen und ständige Innovationen dafür, dass Sie die besten Werkzeuge für jede Aufgabe erhalten, anstatt Ihren sprichwörtlichen Werkzeugkasten durch ein einziges Schweizer Taschenmesser zu ersetzen.

Vor diesem Hintergrund entscheiden sich die Unternehmen für mehrere Systeme und weben dann über eine Reihe von APIs einen starken digitalen Faden durch ihre Abläufe und Systeme. Durch diese Verbindung zwischen den Systemen werden die Fähigkeiten der anderen Systeme und der Mitarbeiter in den Betrieben weiter verbessert.

Digital Thread vs. Digital Twin: Was ist das Richtige für Sie?

Aufgrund der intelligenten Fähigkeiten sowohl der Digital Thread- als auch der Digital Twin-Technologie ist es schwierig, diese Frage verantwortungsvoll zu beantworten. Wir können die Entscheidung jedoch in zwei Lager aufteilen:

• Hochgradig repetitive Maschinenprozesse: Wenn Ihr Betrieb in hohem Maße von Maschinen abhängig ist, die sich wiederholende Aufgaben ausführen, kann die digitale Zwillingstechnologie der beste logische Schritt in Richtung digitale Transformation und fortschrittliche Erkenntnisse sein.

• Mischmodellprozesse: Wenn Ihr Betrieb in hohem Maße von Menschen abhängig ist und viele unterschiedliche Faktoren aufweist, kann die digitale Zwillingstechnologie den größten Nutzen für die digitale Transformation und Vereinheitlichung Ihres Unternehmens bringen.

Trotz aller Unterschiede zwischen der Digital Thread- und der Digital Twin-Technologie arbeiten beide sehr gut zusammen, was viele Hersteller dazu veranlasst, beide Systeme in ihren Betrieb zu integrieren. Digitale Zwillinge von Prozessen, Geräten und Umgebungen sammeln große Datenmengen, die innerhalb des Unternehmens über einen fortschrittlichen digitalen Faden ausgetauscht werden. Diese erweiterten Einblicke und der Wissensfluss erhöhen die Möglichkeiten eines jeden Unternehmens erheblich.