Die meisten von uns, die den Film „Iron Man“ gesehen haben, waren begeistert, als Tony Stark in einer Höhle einen Iron-Man-Anzug baute. Und im Laufe der Jahre (und vieler Fortsetzungen) halfen ihm iterative virtuelle Simulationen, die durch die große Menge an Echtzeitdaten aus dem Anzug selbst ermöglicht wurden, physische Prototypen schneller zu perfektionieren, als man es sich vorstellen kann.
Für die meisten von uns war dies, ob bewusst oder unbewusst, der erste Blick auf digitale Zwillinge, wenn auch etwas übertrieben dargestellt. Digitale Zwillinge sind virtuelle Echtzeit-Darstellungen von physischen Objekten, Dienstleistungen oder Prozessen. Ein digitaler Zwilling nutzt Technologien wie künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen (KI/ML) sowie Datenanalysen, um das virtuelle Modell synchron mit seinem physischen Gegenstück zu verändern.
Das Herzstück von digitalen Zwillingen sind Sensoren des Internet of Things (IoT), die mit Objekten in der physischen Welt gekoppelt sind und Leistungsdaten wie Geschwindigkeit, Temperatur, Leistung, Drehmoment (Winkelkraft) und vieles mehr messen. Diese Sensoren senden die vom zugehörigen Objekt generierten Messdaten, um den Bedienern zu helfen, die Leistung und mögliche Probleme zu verstehen. Mit digitalen Zwillingen können Unternehmen die Leistung eines Produkts untersuchen, den Kundenservice analysieren und fundiertere Entscheidungen treffen.
Wie die Technologie der digitalen Zwillinge derzeit in verschiedenen Branchen eingesetzt wird
Organisationen kombinieren die Echtzeitinformationen und die visuelle Darstellung, die digitale Zwillinge bieten, um ihre Produkte, Prozesse oder Dienstleistungen besser zu entwerfen, zu bauen und zu betreiben. Hier sind einige der Anwendungen von digitalen Zwillingen in verschiedenen Branchen, in denen Unternehmen versuchen, futuristischere intelligente Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln, die stark auf dynamischen Echtzeitdaten basieren:
Fertigung
Digitale Zwillinge werden von Herstellern eingesetzt, um effiziente intelligente Fabriken zu bauen. Echtzeit-Einblicke in die Mitarbeiter, die Ausrüstung, die Produktionslinie und die gesamte Fabrik ermöglichen es den Herstellern, ihre Abläufe zu optimieren. So hat beispielsweise der Luft- und Raumfahrtkonzern Raytheon Technologies digitale Zwillinge genutzt, um ein Raketenabwehrradar schneller als bisher zu bauen. Dazu wurden digitale Zwillinge von Raketenabwehrradar-Prototypen unter realen Bedingungen untersucht und neu kalibriert. Die Absolut Company, eine Tochtergesellschaft von Pernod-Ricard, hat digitale Zwillinge implementiert, um ihre Produktionsläufe digital zu testen, zu validieren und zu kalibrieren. Dadurch konnte sie die Gesamteffizienz ihrer Anlagen um mehr als 70 Prozent steigern.
Automobilindustrie
Im Jahr 2021 kündigte BMW an, dass es einen digitalen Zwilling entwickeln werde, um 31 seiner Fabriken zu replizieren, was die Produktionsplanungsprozesse um schätzungsweise über 30 % optimieren soll. Formel-1-Rennställe bauen Simulatoren mit Hilfe digitaler Zwillinge, um die genauen Rennbedingungen in Bezug auf Traktion, Aerodynamik, Elektronik und mehr zu replizieren. Dies ermöglicht es den Fahrern, angesichts der begrenzten Testdauer auf der Strecke besser zu üben. Automobilhersteller nutzen digitale Zwillinge, um Prototypen unter realen Bedingungen zu testen und sie so produktionsreif zu machen.
Einzelhandel
Die Einzelhandelskette Amazon Go setzt seit 2018 auf digitale Zwillinge, um ihre „Just-Walk-Out“-Technologie zu betreiben, die mittlerweile in über 30 Filialen zum Einsatz kommt. Mit dieser Technologie können Kunden einfach mit ihrem Handy scannen, um den Laden zu betreten, und ihn verlassen, ohne sich für die Abrechnung anstellen zu müssen. Die Technologie kombiniert Sensoren, Computer Vision und Deep-Learning-KI/ML-Modelle, um den Kunden ein nahtloses Einkaufserlebnis zu bieten. Die Daten aus den IoT-fähigen Regalen und Verkaufssystemen helfen auch dabei, die Bestandsverwaltung, die Ladenlayouts, logistische Engpässe und vieles mehr zu optimieren.
Gesundheitswesen
Gesundheitsdienstleister nutzen digitale Zwillinge, um die inneren Organe eines Patienten zu replizieren und zu untersuchen. Technologieunternehmen, die im Gesundheitswesen tätig sind, nutzen Echtzeitdaten aus einem digitalen Zwilling in Kombination mit den medizinischen Gesundheitsdaten von Patienten, um KI-/ML-basierte Algorithmen zu entwickeln. Diese Algorithmen spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von Diagnosen, Vorsorgeuntersuchungen und Behandlungen und tragen so zu besseren Gesundheitsergebnissen bei.
Warum die Implementierung von digitalen Zwillingen eine Herausforderung darstellt
Eine der ersten Implementierungen von digitalen Zwillingen fand in Singapur statt, als der Inselstaat 2014 58 Millionen US-Dollar in die Erstellung einer digitalen Nachbildung der gesamten Stadt investierte. Trotz der vielen offensichtlichen Vorteile von digitalen Zwillingen ist die Akzeptanz bisher geringer als erwartet. Zu den Herausforderungen, mit denen die oben genannten Branchen konfrontiert sind, gehören die Unsicherheit über die Entwicklungs- und Bereitstellungskosten, die Schwierigkeit, den ROI vorherzusagen, die mangelnde Vertrautheit mit dem Konzept sowie Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und Vertraulichkeit.
Wie der Orion IoT Accelerator Ihnen dabei helfen kann, Ihre Reise zu digitalen Zwillingen zu beschleunigen
Es gibt Möglichkeiten, die Reise zu den digitalen Zwillingen mit vergleichsweise geringen Investitionen zu beginnen und zu beschleunigen, indem Sie das Fachwissen aus vorhandenen Implementierungen von digitalen Zwillingen nutzen. Microsoft Azure Digital Twins ist eine Internet-of-Things-Plattform (IoT), mit der Sie eine digitale Darstellung von realen Dingen, Orten, Geschäftsprozessen und Menschen erstellen können. Orion blickt auf eine lange Partnerschaft mit Microsoft zurück und verfügt über umfassende Erfahrung mit Microsoft-Technologien.
Orion hat eine Lösung entwickelt, den Orion IoT Accelerator, der die Einrichtung von digitalen Zwillingen auf der Azure Digital Twins IoT-Plattform von Microsoft beschleunigt, indem das entsprechende Modell in der Microsoft Digital Twins Definition Language v2 (DTDL) definiert wird. Diese modellgesteuerte IoT-Lösung bietet einen anpassbaren Webclient auf der Azure-Plattform, mit dem sich Remote-Geräte und -Sensoren überwachen und verwalten lassen. Orion arbeitet mit Kunden zusammen, um deren Anforderungen an die Einrichtung von digitalen Zwillingen in Bezug auf Geräte, Interkonnektivität, Betriebslogik und Ergebnisse zu verstehen, und implementiert die maßgeschneiderte Einrichtung von Digitalen Zwillingen auf Microsoft Azure.
Die modulare, serverlose Architektur des Orion IoT Accelerator beschleunigt nicht nur die Umsetzung von Konzepten, sondern sorgt auch für geringere Betriebskosten und Flexibilität bei der Gerätekonfiguration. Diese Art der Implementierung auf der Grundlage von Microsoft-Technologien macht die Einrichtung der digitalen Zwillinge eines Kunden zukunftssicher.
Digitale Zwillinge, um im Wettbewerb zu bestehen und zu wachsen
Im Laufe der Jahre hat der Mangel an aussagekräftigen Echtzeitdaten dazu geführt, dass Unternehmen große Chancen verpasst haben, neue und effiziente intelligente Produkte und Dienstleistungen schneller auf den Markt zu bringen. Digitale Zwillinge sind eine entscheidende Technologie, um Unternehmen Echtzeitdaten zur Verfügung zu stellen, mit denen sie Produkte, Dienstleistungen und Prozesse optimieren können. Wenn sie richtig eingesetzt werden, können sie in einer Welt des Hyperwettbewerbs einen Vorteil bieten.
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