Digitaler Zwilling- Hype oder Hoffnung?

Digitaler Zwilling- Hype oder Hoffnung?

Juni 30, 2020

Moment mal, gab es den Digitalen Zwilling nicht schon?

Vor zehn Jahren arbeitete ich für ein EPC-Unternehmen, welches FPSO-Oberseitenmodule entwirft und herstellt. Ich hatte die Gelegenheit, mich intensiv mit verschiedenen Arten von Software zu befassen, darunter CAD, EDMS, Prozesssimulationssoftware und 3D-Modellierung.

Während der Arbeit mussten mein Team und ich wissen, was wir mit der Prozesssimulationssoftware entworfen hatten, die im Fertigungshof mit der richtigen Menge an E&I, Rohrleitungen, Ausrüstung und Struktur in das endgültige physische Oberseitenmodul umgewandelt werden sollte. Alle Informationen mussten von den Konstruktionszeichnungen bis zum Endprodukt weitergegeben werden. Das Schlagwort „Single version of Truth“ hatte zu dieser Zeit noch keine Bekanntheit erlangt.

Danach wechselte ich für fast 8 Jahre zu einem Softwareunternehmen für Industrielösungen. Ich sah aus erster Hand, wie Öl- und Gasunternehmen die Datenhierarchie definierten, das Datenmanagement einrichteten und das Visualisierungs-Dashboard bauten, um die kritischen Geschäfts-KPI anzuzeigen.

Ich erlebte hautnah, wie jede der Produktionseinheiten und Ausrüstungseinheiten, die ich mitentwickelt und konstruiert hatte, nun mit dem Live-Datenstrom gefüllt war. Die Daten flossen in die Anlage hinein und aus ihr heraus wie Blut, das durch unsere Venen fließt.

Spulen wir nun bis zum Jahr 2020 vor. „Digital Twin“, auf Deutsch „Digitaler Zwilling“, wird in der Welt von Industrie 4.0 zu einem Begriff. Ich erhalte oft die Frage: „Haben Sie eine digitale Zwillingslösung?“

Im Hinterkopf frage ich mich: „Was sind die Unterschiede, die ich meinen Kunden mit dem sogenannten Digitalen Zwilling biete, im Vergleich zu dem, was wir in der Branche bereits vor 10 Jahren hatten? Wo ist der Mehrwert?“

Was der digitale Zwilling nicht ist

Aber anstatt zu definieren, was ein digitaler Zwilling ist, möchte ich damit beginnen, was er nicht ist.

Ein Digitaler Zwilling ist nicht bloß

  • das Rendern Ihrer Anlagen-CAD-Zeichnungen in ein 3D-Modell
  • ein Dashboard, das die Echtzeit-Prozessdaten Ihrer Anlage anzeigt
  • der Einsatz von KI-Algorithmen, so dass Sie das erste Prinzip des Engineerings wie mit einer Zauberhand ignorieren und loswerden können
  • das Senden einer Warnung an Ihre E-Mail-Adresse oder Ihr Telefon, wenn eine Anomalie festgestellt wird
  • eine Simulationssoftware, die Was-wäre-wenn-Szenarien ausführen kann; das Durchführen von Sensitivitätsanalysen ist sogar in Excel möglich

Was genau ist also ein digitaler Zwilling? Ist es nur ein Marketing-Buzzword? Ein Hype? Ein Schlagwort, das neu gebrandet wird? Oder eine Mischung aus all der konventionellen Industrieterminologie, die einst populär war?

Was ist ein digitaler Zwilling?

Immer wenn ich gebeten werde, eine digitale Zwillingslösung vorzustellen, gibt es kein Standard-PowerPoint-Deck oder eine Einheitsgröße für alle Lösungen. Heutzutage bin ich von einem Team von Spezialisten mit unterschiedlichen Fachkenntnissen und Domänenwissen umgeben. Wir arbeiten zusammen und  investieren ausreichend Zeit, um die Bedürfnisse und Anforderungen unserer Kunden und ihre Vision eines digitalen Zwillings vollständig zu verstehen.

Für uns ist ein Digitaler Zwilling eine virtuelle Kopie eines Geräts, Systems, Menschen oder Prozesses, die die tatsächliche physische Leistung darstellt.

Ein Digitaler Zwilling kann alles repräsentieren, von der Ausrüstung über Ihre Anlage bis hin zum extremsten Spektrum, dem Abbilden Ihrer gesamten Wertschöpfungskette als Zwilling. Im Upstream-Bereich könnte dies zum Beispiel eine integrierte Anlagenüberwachung von der Bohrlochproduktion bis zur Leistung einzelner Ausrüstungseinheiten, von einem Produktionsmodell bis zum Wirtschaftsmodell bedeuten.

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Vorteile digitaler Zwilling

Ein digitaler Zwilling ist nur so gut wie der Wert, den wir aus ihm herausholen wollen.

Der digitale Zwilling kann für die einfache vorausschauende Wartung (predictive maintenance) einer Pumpe verwendet werden, um die Komplexität der Rohstoffauswahl, des Energiemanagements und der Qualität zu bewältigen oder um bei der Entscheidung zu helfen, wie Ihre Kundenbedürfnisse optimal erfüllt werden können.

Es kann auch ein Prozesssimulationsmodell sein, und mehr, z.B. integriert es nahtlos P&ID, Datenblatt, Echtzeitdaten, 3D-Modell und die gesamte Wertschöpfungskette des Unternehmens. Dies geschieht durch die Anwendung unseres Prinzips „Ein Modell, viele Verwendungsmöglichkeiten“, das es ermöglicht, dass dasselbe Modell auf mehrere Arten verwendet werden kann, einschließlich Produktionsvorhersage, AR/VR, Operator-Schulungssystem und vieles mehr.

Wir bei Yokogawa wissen, dass der Schlüssel zum Aufbau eines erfolgreichen digitalen Zwillings die genauen und aussagekräftigen Daten sind, die durch ihn fließen. Um dies zu erreichen, haben wir jahrelange Erfahrung in der industriellen Automatisierung, Domänenwissen, ISA95, Systemarchitektur und Erfahrung in den zahlreichen IT/OT-Konvergenzprojekten eingebracht.

Die Daten, die den digitalen Zwilling vervollständigen, stammen nicht nur aus traditionellen strukturierten Daten, wie z.B. einem Anlageninformationsmanagementsystem. Manchmal können es unstrukturierte Daten, Protokolle, Arbeitsaufträge, Berichte oder sogar IoT-Rohdaten von Sensoren sein. Bei Geräten, die nicht mit Sensordaten geliefert werden, gehen wir dem entgegen, indem wir unsere IoT-Sensoren einsetzen, wie z.B. den drahtlosen Sushi-Sensor oder eine Betriebsmanagement-Anwendung, mit der die Operator unterwegs Daten erfassen können. Die Inferenzfähigkeit ist eine weitere Möglichkeit, Daten vorherzusagen, wenn eine Erfassung nicht möglich ist.

Wir integrieren alle Informationen und ermöglichen es Ihnen, eine Suche durchzuführen, z.B. wie Sie Google verwenden, um mit ein paar Mausklicks beliebige Informationen zu finden, historische Trenddaten zu ermitteln und Was-wäre-wenn-Szenarien auszuführen.

Wenn wir all diese Informationen in einer Wolke oder an einem zentralen physischen Ort speichern, erhalten Sie das Konzept des Remote Operation Center oder des Integrated Operation Center.

Die Möglichkeiten sind einfach endlos, und wir kratzen nur an der Oberfläche der möglichen Implementierungen, die Ihr digitaler Zwilling sein kann.

Wie beginne ich mit der Suche nach einem digitalen Zwilling?

Wie für alles im Leben gibt es für alles einen Grund. Beginnen wir also zunächst mit dem WARUM.

Wenn Sie sich auf eine Diskussion über den digitalen Zwilling einlassen, sollten Sie nicht „Was“, sondern „Warum“ fragen. Warum brauchen Sie überhaupt einen?

Welche Probleme versuchen Sie mit einem digitalen Zwilling zu lösen? Können diese mit dem, was Sie bereits in Ihrer Organisation haben, nicht gelöst werden?

Schlussfolgerung

Es ist von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass der digitale Zwillingspartner, mit dem Sie zusammenarbeiten möchten, nicht nur weiß, wie man ein schickes Dashboard erstellt. Sie müssen „dabei gewesen sein, das umgesetzt haben“, das Domänenwissen über die Komplexität der IT- und OT-Konvergenz besitzen.

Man muss auch alle Aspekte kennen, wie man die Daten misst, sammelt, automatisiert, organisiert, integriert, analysiert und anzeigt (unter Verwendung der neuesten Technologie, einschließlich KI).

Nur dann kann der digitale Zwilling die richtigen Informationen zur richtigen Zeit an die richtige Person für den richtigen Zweck liefern.

Wenn Sie bereit sind, sich auf diese Reise zu begeben, dann ist es an der Zeit, dass Sie mit uns sprechen. Kontaktieren Sie uns einfach über unser Kontaktformular. 


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