Connected Cars & Smart City – Wo Digitale Zwillinge Gold wert sind

Digitale Zwillinge sind in vielen Bereichen der Industrie 4.0 nicht mehr wegzudenken. Sie sorgen für den Blick in die Glaskugel und gelten als sicherer Problemlöser. Dabei sind die Jobs als Wahrsager oder Security Posten nur grob umrissene Arbeitsbeschreibungen. Je nach Nutzung sind Digital Twins in allen Bereichen, vom Product Engineering, über die Smart City bis hin zur Logistik hilfreich. Als virtuelles Abbild eines Gegenstandes, eines Prozesses oder eines Systems verbinden sie nicht nur die echte mit der digitalen Welt. Sie ermöglichen es zum Beispiel auch, neue Prototypen zu erstellen, ohne Ressourcen zu verschwenden.

Der virtuelle Zwilling sorgt überdies für eine hohe Transparenz in der Produktion. Durch das Sammeln von Echtzeitdaten erschafft der künstliche Zwilling ein Spiegelbild der Wirklichkeit, die  zum einen dazu beiträgt, neue Ideen testen. Zum anderen können Probleme erkannt werden, bevor sie auftreten. Genau das macht die Digitale Zwillingstechnologie so wertvoll für andere Bereiche, wie das Predictive Maintenance. Durch die Möglichkeit, ganze Lebenszyklen zu simulieren, sorgen Digitale Zwillinge dafür, dass wir sichere Wartungen durchführen. Und zwar nur dann, wenn sie nötig sind. Nicht nur aus diesem Grund werden wohl bis 2020 mindestens 50% aller Hersteller mit einem Jahresumsatz von mehr als 5 Milliarden US-Dollar mit Digital Twins arbeiten.

Vielseitige Einsatzgebiete für Digitale Zwillinge

Ihre ersten spektakulären Einsätze hatten sie bereits, um die Leistung von Windkraftanlagen zu erhöhen. Mit großem Erfolg. Bis zu 20% höhere Leistungen konnten durch die Arbeit mit den virtuellen Simulationen erreicht werden. Neben der Optimierung auf dem Gebiet der Energiegewinnung, sorgt das digitale Abbild der Wirklichkeit heutzutage auch in der Industrie für den bereiteren Einsatz. Die Anwendungen für Digital Twins erstrecken sich hierbei über die angesprochenen Prototypen über die zuverlässige Bewertung der Lebensdauer eines Objektes. Und eine effektive Planung von Inspektionen ist mit den Digital Twins ebenfalls zur sicheren Sache geworden.  

Digitale Zwillinge sorgen für den Durchblick

Die Erkennung von verdeckten Mängeln ist wichtig für einen optimalen Ablauf in der Produktion. Stehen die Maschinen still, weil ein Schaden behoben werden muss, kostet das nicht nur Geld, sondern auch Zeit. Und gerade letzteres kann man sich sparen. Wie bereits erwähnt, kann man mit Hilfe der Digital Twins hellsehen. Auch wenn dies natürlich kein Hexenwerk ist, sondern nüchterne Rechenleistung, die aber eben magische Folgen hat. Mit Hilfe der Sensoren werden Temperaturen, Durchlaufmengen, Beschaffenheit etc. der Maschinen permanent in Echtzeit erfasst und der Lebenszyklus dank eines Algorithmus simuliert. Mit allen Änderungen, Produktionspausen, Hochzeiten der Produktion, veränderten Bedingungen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit. Dadurch werden Probleme in der Produktion rechtzeitig erkannt und können behoben werden.

Die gleichen hellseherischen Fähigkeiten können auch in der Smart City eingesetzt werden. Dort kann der Einsatz von Sensoren und Big Data Analysen für die Verhinderung von Verkehrs Chaos sorgen. Wenn zum Beispiel Parkleitsysteme mit Hilfe der Digital Twins optimiert werden. Die Verhinderung von Staus kann dabei durch die Verwendung von Echtzeitsimulationen umgesetzt werden.

Artikel zu Digitale Zwillinge: Straße und Gebäude
Digitale Zwillinge von Connected Cars können für sichere Straßen sorgen.

Sichere Fahrt für Conncted Cars

Auch hier hilft die zukunftsdeutende Fähigkeit, die man dank Digital Twins zur realität werden lässt. Preditcive Maintenance fürs Auto sozusagen. Denn auch für die Wartung bieten Digitale Zwillinge wichtige Erkenntnisse, die dank der umfassenden Fahrzeugdaten ( z.B. Temperatur, Ölstand, Batterie) gewonnen werden. Aber nicht allein die Vorraussage, wann gewartet werden muss, sorgt für eine sichere Weiterfahrt.

Beim Autofahren ist man schließlich nicht allein. Das Fahren bedeutet Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmern. Seien es andere Autos, Fußgänger oder Radfahrer. Ampeln, Baustellen oder Verkehrsinseln beeinflussen unsere Fahrt. Als Fahrer musst du deine  Umgebung ständig im Blick haben, um eine sichere Entscheidung zu treffen. Dank der modernen und inzwischen eben auch im Auto vielfach eingesetzten Sensoren  sind neue ADAS-Systeme in der Lage, den Standort und die Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge zu orten und den Fahrer vor möglichen Sicherheitsrisiken zu warnen.

Des Weiteren wird daran geforscht mit Hilfe von Digital Behavioral Twins zu ermitteln, wie sich Fahrer bzw. andere Verkehrsteilnehmer verhalten könnten. Auf diese Weise sollten mögliche Unfälle vermieden werden.  Mit einer zunehmenden Anzahl hochwertiger Sensoren werden etwa  historische Fahrdaten erfasst und damit ein Verhaltensprofilmodell des Fahrers erstellt. Durch die für ebenfalls anvisierte „Connected Vehicle-to-Vehicle“-Technik werden die Profile von Fahrzeugen, die aufeinander zusteuern, geteilt und verwendet, um das potenzielle Risiko einer Kollision einzuschätzen.

Logistik  leicht gemacht

Wenn man sich die Möglichkeiten der Digital Twins im Connected Car und in der Smart City ansieht kann man den Nutzen für die Logistik bereits erahnen. Anhand von Digital Twins lassen sich zum Beispiel Routen opimieren, wenn man die aktuelle Verkehrslage mit dem Durchspielen verschiedene Routenoptionen kombiniert.

Außerdem kann durch Real-Time Monitoring die Auslastung logistischer Prozesse effektiver gestaltet werden. Das heißt, dass Logistikunternehmen, die sämtliche Glieder ihrer Kette mit Sensoren ausstatten schneller auf Probleme reagieren können. Durch die virtuelle Darstellung der realen Welt sorgen auch die optimierten Wartungsarbeiten, etwa am Gabelstapler für eine lückenlose Warenauslieferung. Durch die Verwandlung der Ware in ein intelligentes Paket werden auch die Echtzeit-Aktualisierungen sicherer und die Lageroptimierung verbessert.

Digitale Zwillinge als Problemlöser im Gesundheitswesen  

Im Gesundheitswesen sind die Einsatgebiete für Digitale Zwillinge ebenso vielseitig. Zum einen können die Daten zum Gesundheitszustand des Patienten durch den Einsatz von digitaler Zwillingstechnologie zu einer effektiveren Behandlung führen. Zum anderen sorgen Digital Twins aber auch im Krankenhaus Management für smarte Lösungen. Digitale Zwillinge können hierbei etwa bei der Planung der Betten, der Personaleinteilung und auch bei der Belegung der Operationssäle helfen. Auf diese Weise können die Patienten optimal zu versorgt und gleichzeitig die Kosten zu überwacht werden. Wenn man bedenkt, wie rasend schnell man mit Digital Twins in Echtzeit auf sich ändernde Gegebenheiten reagiert, ist es sicher, dass die Digital Twins hier eine wetvolle Rolle spielen.

Vertrieb mit virtuellen Produkten  

Auch Vertriebler haben Grund zum Jubeln. Virtuelle Verkaufsgespräche lassen sich realistischer führen, wenn ein Digital Twin mögliche Verläufe einer solchen Unterhaltung simulieren. Des Weiteren kann man mit Hilfe virtueller Technik Produkte erfahrbar machen. Sowohl der Verkäufer als auch der Kunde profitieren von einer viel höheren Vorstellungskraft, die der Einsatz vom Digitalen Zwilling im Vertrieb ermöglicht.  Je nach Wunsch des Kunden könnten ja zum Beispiel auch Varianten des Produktes sofort umgesetzt und virtuell visualisiert werden.