Digitaler Zwilling
Konzeptionierung Digitaler Zwillinge für die technische Produktentwicklung
Schlagworte
Digital Twin, Digitized Engineering, Datengetriebenes Entwickeln, Big Data, Industry 4.0, Smart Factory, Simulationen
Problemstellung
In einer zunehmend globalisierten und digitalisierten Welt mit immer schnelllebiger werdenden Trends, einer Pluralisierung der Lebensstile und einem wachsenden Wettbewerb auf den Märkten ist es für Unternehmen unerlässlich, kosten- und zeiteffizient sowie vor allem kundenorientiert zu entwickeln, um den Erfolg ihrer Produkte sicherzustellen. Durch die zunehmende Digitalisierung heutiger Produkte existieren neben dem physischen Produkt auch immer mehr virtuelle Modelle verschiedenster Ausprägung. Deren immer größere Datenmengen weisen zudem oft eine hohe Vernetzung auf und erzeugen wiederum Vernetzungen mit anderen Produkten bzw. deren Modellen. In allen Phasen des Produktlebenszyklus von Entwicklung über Produktion, Nutzung und Entsorgung entstehen dabei zunehmend Daten, die die virtuellen Abbilder eines Produkts anreichern.
Zielstellung
Um das Potenzial dieser Daten zu nutzen, kann ein sogenannter Digitaler Zwilling genutzt werden. Unter einem Digitalen Zwilling wird hier ein virtuelles, dynamisches Abbild eines physischen Systems verstanden, welches mit diesem über den gesamten Lebenszyklus zum bidirektionalen Datenaustausch verbunden ist. Somit wird ein stetiger, konsistenter Abgleich zwischen dem realen Verhalten physischer Produkte und dem virtuellen Abbild gewährleistet. Digitale Zwillinge können dabei entlang des gesamten Produktlebenszyklus und in verschiedensten Anwendungsfällen genutzt werden, um den „Datenschatz“ effektiv und effizient zu bergen.
Vorgehen
Am Lehrstuhl für Produktentwicklung und Leichtbau wurde zunächst eine konsistente Definition für Digitale Zwillinge entwickelt. In einer 18-monatigen Industriekooperation wurde sodann ein Vorgehensmodell zur Konzeptionierung und Einführung Digitaler Zwillinge erarbeitet. Dieses soll nun in weiteren Projekten angewandt und erweitert werden. Zudem rückt neben der Implementierung Digitaler Zwillinge mehr und mehr deren Nutzung in den Vordergrund. Insbesondere die Potenziale datengestützter sowie –getriebener Produktentwicklung sollen hierbei erforscht werden. Auch die Verknüpfung mit anderen Entwicklungsmethoden, an denen zurzeit am LPL geforscht wird, wird dabei hergestellt. So soll zum Beispiel untersucht werden, wie ein Digitaler Zwilling in der Praxis genutzt werden kann um bspw. basierend auf Nutzungsdaten Lastmodelle für die Vernetzte Auslegung abzuleiten.
Laufzeit
Januar 2018 bis Dezember 2021