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11.01.2019 – Lesezeit: 4 Minuten

Technologie / Geschäftsführung

Digitaler Zwilling: Wenn Maschinen sprechen lernen

Eine wesentlich effizientere Produktion kombiniert mit hoher Flexibilität: Am sogenannten Digitalen Zwilling führt in Zukunft kein Weg mehr vorbei. Kein Wunder also, dass das auch auf dem Mittelstandsforum 2018 zu den Top-Themen gehörte. Etwa zeigte die GLAESS Software & Automation GmbH in einem – gemeinsam mit dem IT-Beratungshaus All for One Steeb konzipierten – Showcase, wie der Digitale Zwilling in der Praxis aussehen kann.

Der Digitale Zwilling wird mittels des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT) den Betrieb von Anlagen revolutionieren. Möglich wird dies durch die Kombination von Maschinendaten in Verbindung mit innovativen SAP-Lösungen. Die Idee des Digitalen Zwillings stammt aus dem Jahre 2002 als konzeptuelles Ideal für Product Lifecycle Management (PLM). Der Digitale Zwilling spiegelt die reale Welt in der virtuellen Welt wieder.

Was ist ein Digitaler Zwilling?

„Digitale Zwillinge verwenden reale Daten von installierten Sensoren, welche z.B. die Arbeitsbedingungen oder Position von Maschinen repräsentieren“, so definiert es das Gabler Wirtschaftslexikon. Es sieht Nutz-Anwendungen in der gesamten Lebensphase eines Produktes: In der ersten Phase „Design“ geht es laut Gabler um den Umgang mit komplexen Produktanforderungen, schnellen Entwicklungszyklen und strengen regulatorischen Anforderungen. Ein Digitaler Zwilling kann die verschiedenen Design-Alternativen erforschen sowie Simulationen und Tests durchführen, um sicherzustellen, dass Produktdesigns bestimmte Anforderung erfüllen.

In der zweiten Phase „Erstellung (Manufacturing)“ verhilft der Zwilling zu besserer Effizienz, Qualität und höherem Ertrag. In der dritten Phase „Nutzung (Operate)" geht es darum, die Verfügbarkeit von Objekten wie Maschinen zu verbessern. In der vierten Phase „Wiederverwertung (Recycling)“ kann ein Digitaler Zwilling für die Ersatzplanung oder der Eruierung von Upcycling-Potenzialen eingesetzt werden.

Showcase: Digitaler Zwilling auf dem Mittelstandsforum 2018

Revolution in der industriellen Fertigung

Die Analysten vom Marktforschungsunternehmen Gartner rechnen damit, dass sich Digitale Zwillinge rasch durchsetzen und schon binnen weniger Jahre in der Mehrzahl aller Unternehmen zum Einsatz kommen. Durch die Möglichkeiten des industriellen Internet der Dinge (IIoT) wird der Digital Twin die industrielle Fertigung revolutionieren.

Die Marktforscher von IDC sehen indes drei wichtige Argumente für den Einsatz von Digitalen Zwillingen in der Produktion: 1) Das Verständnis und die Prognosen über die Leistung und den Betrieb von Anlagen können verbessert werden. 2) Durch das IoT und die Visualisierung von Daten und Analysen lassen sich Prozesse optimieren, und es entstehen komplett neue Geschäftsmodelle. 3) Die IT/OT-Integration ermöglicht eine holistische Sicht auf Produkte, Assets und Anlagen in Echtzeit.

Anmeldung zur IIOT-Tagung „Industrielle Produktionsdaten sammeln und verwerten“

Digitaler Zwilling in der Praxis

Auf dem Mittelstandsforum demonstrierte die GLAESS Software & Automation GmbH den Digitalen Zwilling zum Anfassen: eine Miniatur-Bearbeitungsanlage, die Daten in standardisierter Form ins SAP-System übergibt. Dort werden sie zur Analyse aufbereitet und stehen als Grundlage für die Konzeption neuer Service-Prozesse zur Verfügung, so wie die viel zitierte vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance).

Showcase: Digitaler Zwilling auf dem Mittelstandsforum 2018

Der gezeigte Showcase bringt drei verschiedene Steuerungen (Beckhoff, Siemens, Mecademic) mittels OPC UA (Unified Architecture der Open Platform Communications) auf einen gemeinsamen Nenner. Das Modell besteht aus drei Komponenten: einem Drehtisch – angesteuert über Siemens –, einem Bearbeitungszentrum mit Fördertechnik (Beckhoff) und einem Roboterarm (mit eigener Robotersteuerung von Mecademic), mit der Schokoladenkugeln bearbeitet werden.

Industrie 4.0: Norm erfüllt

Die drei verschiedenen Steuerungen werden durch eine Verwaltungsschale (Asset Administration Shell/AAS) koordiniert. Konkret „dolmetscht“ diese über das Protokoll OPC UA Informationen der einzelnen Komponenten in eine VDMA-konforme Sprache (Companion Specification), die sich als weltweiter Standard durchsetzt. Diese Standardisierung ist die Voraussetzung für interoperable Kommunikation untereinander sowie mit den SAP-Systemen. SAP liest die Daten über die Schnittstelle – über die Verwaltungsschale – aus, bereitet sie auf und visualisiert sie über passende Dashboards. Diese im Digitalen Zwilling auf Basis von SAP AIN aufbereiteten Daten helfen bei Entscheidungen und beim Entwickeln neuer Serviceprozesse.

Über GLAESS Software & Automation

Als Mitglied der VDMA und der OPC-Foundation wird der Mittelständler oft als „Maschinenflüsterer“ bezeichnet, da er sich intensiv mit der interoperablen Vernetzung von Maschinen befasst. Die IIoT-Spezialisten aus Weingarten haben in diesem Bereich bereits große Erfahrung gesammelt. Frank Gläss, Inhaber und Geschäftsführer, resümiert: „Das Thema nimmt aktuell getrieben durch den Endkunden zunehmend an Fahrt auf. Um dem großen Informationsbedarf gerecht zu werden, haben wir unsere IIoT-Tagung ‚Industrielle Produktionsdaten sammeln und verwerten‘ neu aufgelegt.“ Und das Interesse daran ist groß.

Anmeldung zur IIOT-Tagung „Industrielle Produktionsdaten sammeln und verwerten“

Fazit

Mittelständische Unternehmen sollten sich mit der Idee des Digitalen Zwillings auseinandersetzen, denn es winken ihnen große Vorteile hinsichtlich Flexibilität und Time-to-Market sowie Kosteneinsparung in der Produktion. GLAESS Software & Automation GmbH und All for One Steeb leben als gemeinsame Partner den Gedanken des IIoT.

All for One Steeb kennt sich mit der effizienten Gestaltung von Unternehmensabläufen bestens aus und entwickelt als Ergänzung zentraler ERP-Software smarte Dienste und Applikationen unter dem Stichwort IIoT oder Machine Learning. GLAESS Software & Automation begleitet All for One Steeb bei operativen Fragen zur Anbindung, Extraktion und Bereitstellung der Daten. Gemeinsam können die Partner so IIoT-Projekte von der Anlagensteuerung, bis hin zum Prozess und Kundennutzen betreuen und mitgestalten.

Wie IoT bestimmte Devices in die Azure Cloud bringt, erfahren Sie in unserem nächsten Beitrag.

Quellen (alle Bilder): Mittelstand Heute