Digitaler Zwilling. Heute abbilden. Morgen steuern.

Ein Gastbeitrag über den Digitalen Zwilling von Mathias Stach, Geschäftsführer ASCon Systems GmbH


Warum der Digitale Zwilling für die Fabrik ohne Licht ein absolutes Muss ist und warum die vollautomatisierte Produktion in den kommenden Jahren rasant ansteigen wird. Ein Gastbeitrag von Mathias Stach, Geschäftsführer ASCon Systems GmbH.

Die Fabrik ohne Licht ist ein Synonym für die autonome beziehungsweise vollautomatisierte Fertigung. Vollautomatisierte Fertigung funktioniert ohne den Digitalen Zwilling nicht. Wir beobachten, dass sowohl Global Player als auch mittelständische Unternehmen sich zunehmend intensiv mit der Möglichkeit beschäftigen, vollautomatisiert zu produzieren. Der Automatisierungsgrad in der Industrie nimmt generell zu und in dem Maße brauchen Unternehmen digitale Überwachungs- und Steuerungsmöglichkeiten. Im Fall digitaler Überwachung sprechen wir von einem digitalen Schatten, erst bei einer digitalen Steuerung von einem Digitalen Zwilling. Für uns bei ASCon Systems ist der Digitale Zwilling nur dann ein echter Zwilling, wenn er sowohl den digitalen Planungsprozess als auch den realen Produktions- oder Logistikprozess mit allen beteiligten Anlagen, Werkzeugen, Fördertechnik, Aktuatoren und Sensoren virtuell abbildet. Vor allem aber muss er den semantischen Kontext abbilden, was bedeutet, dass der Digitale Zwilling das Verhalten der Anlage und die Abhängigkeiten der Komponenten zueinander kennen muss.

Reifegrad und Vertrauen als wichtige Hürden

Vollautomatisierte Produktion ist das derzeitige Top-Thema und der Anteil vollautomatisierter Fertigung wird in den kommenden Jahren rasant ansteigen. Wir erleben derzeit unterschiedliche Geschwindigkeiten, wie schnell die Unternehmen so etwas umsetzen. Und das hängt einerseits vom technologischen Reifegrad und andererseits von der Historie der Unternehmen ab. Autonome Fertigung impliziert einschneidende Veränderungen in den Fertigungsprozessen und in der IT. Denn so, wie die Unternehmen heute in der Produktion aufgestellt sind, greifen sie auf Know-how und Abläufe der letzten Jahrzehnte zurück – und das zumeist sehr erfolgreich. Der organisationale Reifegrad spielt in diesem Zusammenhang eine große Rolle. Unternehmen müssen sich also die Frage stellen, ob sie bereit sind, Änderungen zuzulassen und Verantwortungen neu zu verteilen.

Deutschland und Europa machen erste Schritte Richtung vollautomatisierte Produktion. In anderen Ländern sieht das schon anders aus. Wenn wir zum Beispiel nach China schauen: Dort gibt es keine Unternehmen mit einer 100-jährigen Tradition. Die Fertigung wird dort von Beginn an komplett neu aufgestellt, ohne gegen eine Historie ankämpfen zu müssen. Die Vision einer menschenleeren Fabrik ist in Europa dagegen eher schwierig umzusetzen. Wir haben hier ein anderes Bild, wie Fertigung ablaufen muss und welche Rolle der Mensch dabei spielen soll. Es ist anzunehmen, dass es eine zunehmende Mensch- Maschinen-Kollaboration geben wird, und genau das kann durch den Digitalen Zwilling hervorragend unterstützt werden.

Vom Schatten zum Zwilling

Überwiegen derzeit noch Anfragen nach einem Digitalen Schatten, um beispielsweise den Gesundheitszustand einer Anlage bzw. Instandhaltungstechnik und Verfügbarkeit auf einem möglichst hohen Niveau zu halten, gehen wir davon aus, dass dies sich immer mehr in Richtung Digitaler Zwilling entwickeln wird. Digitaler Zwilling bedeutet nichts anderes als eine modellierte Abbildung der Vorgänge in einer Fabrik mit allen systemrelevanten Abhängigkeiten. Dadurch werden die Planung, Steuerung und Analyse der Produktion in Echtzeit möglich. Der Produktionsprozess wird damit übergreifend, vollständig und jederzeit anpassbar abgebildet und gesteuert, die modellierten Wertschöpfungsketten werden direkt ausgeführt, Betriebsmittel können ohne Änderungen in der Steuerungslogik ausgetauscht werden.

Digitale Steuerung wird immer mehr in den Vordergrund rücken. Und das gilt für Konzerne gleichermaßen wie für mittelständische Unternehmen. Denn gerade bei Mittelständlern ist der Kostendruck noch viel höher als bei einem Großunternehmen. Viele Mittelständler schauen sich derzeit an, welche Projekte in der Industrie laufen und welche Ergebnisse erzielt werden. Es ist davon auszugehen, dass der Zeitpunkt kommen wird, an dem mittelständische Unternehmen die Umsetzung des Digitalen Zwillings wesentlich schneller vorantreiben werden, weil dort viel kürzere Entscheidungswege zu finden sind.

Effizienz spielt dabei eine immer bedeutsamere Rolle. Denn Effizienz bedeutet in diesem Zusammenhang vor allem Flexibilität. Der Trend in der Fertigungsindustrie geht immer mehr in Richtung einer stärkeren Individualisierung der Produkte, was eine Fertigung in kleineren Losgrößen erforderlich macht. Modulare Fertigung ist das neue Stichwort und genau hier brauchen Unternehmen eine durchgängige Digitalisierung ihrer Fertigungs- und Logistikprozesse, die über den Digitalen Zwilling möglich wird.

Kein Zwilling von der Stange

Den Digitalen Zwilling von der Stange gibt es dabei allerdings nicht. Dennoch haben wir den Anspruch, einen Standard anzubieten, so dass dann nur die letzten zehn Prozent individuell angepasst werden müssen. Denn Prozesse der industriellen Produktion, egal, ob in Europa, Asien oder den USA, sind weitgehend standardisiert, so dass individuelle produktionstechnische Abweichungen konfiguriert werden können.

 

Digitaler Zwilling wird zum Standard

Viele Unternehmen warten derzeit ab. Wir beobachten, dass Produktions- und Logistikunternehmen derzeit stark getrieben sind, datenoptimierte Prozessabläufe umzusetzen, um am Markt zu überleben. Dabei geht es nicht darum, einen technologischen Hype mitzunehmen, sondern nachhaltig einen Wettbewerbsvorteil zu erreichen. Der Digitale Zwilling wird dabei mehr und mehr zum Standard werden. Die wichtigste Frage in diesem Zusammenhang ist, wann die deutsche Industrie flächendeckend einsteigt. Das Abwarten halte ich für riskant, weil erhebliche Innovations- und Einsparpotenziale nicht genutzt werden.

 

Gastbeitrag_Digitaler_Zwilling_Ingenics-Magazine-0320

Source: Ingenics Magazine, Ausgabe 03/2020
Autor: Mathias Stach