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Doppelt hält besser

Digitale Zwillinge und Nachhaltigkeit
Doppelt hält besser

Doppelt hält besser
Die virtuelle Repräsentation von physischen Maschinen und Prozessen realisiert Simulationen zur Verbesserung von Abläufen. Bild: OleCNX/stock.adobe.com
Nachhaltiges Handeln gewinnt für Unternehmen jeder Größe zunehmend an Bedeutung. Wer in diesem Zuge seine Prozesse effizienter und transparent gestalten will, ist auf verlässliche Daten angewiesen – am besten in Echtzeit. Eine Lösung dafür: ein digitaler Zwilling, der auch Einfluss auf den ökologischen Fußabdruck eines Unternehmens nehmen kann.

Das Konzept des digitalen Zwillings ist nicht neu. Ganz im Gegenteil, die virtuelle Repräsentation von physischen Gegenständen ist in vielen Unternehmen so eingebürgert, dass bereits zahlreiche Formen von digitalen Zwillingen bestehen, ohne dass sie diese Bezeichnung tragen. Grund dafür ist eine fehlende enge Begriffsdefinition und der Umstand, dass ein digitaler Zwilling unterschiedlichste Formen und Größen annehmen kann. Von Sensortechnik bei Maschinen bis zur detailgetreuen digitalen Abbildung von Großstädten oder sogar der Welt – das Konzept ist wandlungsfähig und skalierbar. Allen gemein ist, dass sie viele Daten benötigen, sowohl historische als auch in Echtzeit, damit sie als Abbild der Wirklichkeit dienen und als Simulation für zukünftige Szenarien verwendet werden können. Das eröffnet großen Spielraum für das Optimieren der Maschinen und kann beim Aufdecken von Schwachstellen und Ineffizienzen helfen und zu mehr Transparenz führen.

Ein digitaler Zwilling überträgt mit Hilfe von Daten und Algorithmen die reale Welt in eine virtuelle und macht es möglich neue Geschäftsmodelle, Konstruktionsweisen oder Prozesse zu überwachen, um Effizienz in der Produktion zu steigern, Risiken zu minimieren oder Umweltschutzmaßnahmen zu definieren. Mit dem auf Kundenseite gestiegenen Anspruch an nachhaltigen Waren und eine umweltschonende Produktion sowie den zukünftig verpflichtenden ESG-Reports (Environmental, Social and Governance) erhalten die Mühlen des Digitalen Zwillings jetzt neues Wasser – denn sie bergen enormes Potenzial, um Unternehmen auch beim Erreichen ihrer Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen.

Ein Zwilling kommt selten allein

Für Unternehmen können digitale Zwillinge sehr gewinnbringend sein, weil sie die Umweltauswirkungen eines Produkts, einer Anlage oder eines Prozesses simulieren und optimieren, bevor diese ihre Arbeit aufnehmen oder bereits in Betrieb sind. Je effektiver die Prozesse geplant und umgesetzt sind, desto mehr können Unternehmen Aspekte wie Energiekonsum, Materialverbrauch oder Produktionsabfall durch eine Analyse reduzieren. Aber auch bei etablierten Betriebsabläufen helfen in Echtzeit gesammelte Daten bei der Ressourcenoptimierung, zum Beispiel bei der Kreislaufwirtschaft oder der Predictive Maintenance, also der vorausschauenden Wartung von Geräten, um mittels der Analyse von Maschinen- und Produktionsdaten Ausfallzeiten zu vermeiden und Qualitätsstandards zu halten. Auf diese Weise ist es sogar möglich, mit digitalen Zwillingen den CO2-Fußabdruck eines Unternehmens über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zu reduzieren.

Die dreifache Verantwortung

Das Bewusstsein, unternehmerischen Erfolg und nachhaltiges Handeln zu vereinen, ist bei Weitem kein Novum. Als Vordenker von Nachhaltigkeitsstrategien entwarf John Elkington das Konzept der Triple-Bottom-Line bereits in den 1990er-Jahren, nach dem Unternehmen sowohl wirtschaftlich erfolgreich agieren, als auch ihrer sozialen und ökologischen Verantwortung nachkommen. In diesem Zusammenhang stehen laut Elkington drei Ps im Mittelpunkt: People (Menschen), Planet (Umwelt) und Profit (Gewinn). Von entscheidender Bedeutung ist dabei die ganzheitliche Betrachtung dieser Teilbereiche und keine voneinander isolierte Herangehensweise. Das Konzept ist aktueller denn je – und auf den Einsatz eines Digitalen Zwillings anwendbar: Durch die Automatisierung von Produktionsprozessen können Unternehmen nicht nur die Produktivität steigern und Ressourcen sparen, sondern auch die Umwelt schonen sowie die Sicherheit der Mitarbeiter verbessern.

Zur Wahrheit gehört auch, dass die Überführung der realen Welt in die digitale Dimension keine Kleinigkeit ist und sowohl Expertise, als auch der richtigen Technologien bedarf. Allerdings bringt die fortschreitende Digitalisierung immer neue und leistungsstärkere Lösungen mit sich, die auch dem größeren Einsatz von Digitalen Zwilling zu Gute kommen werden. So kann beispielsweise ein Zusammenspiel aus IoT, Künstlicher Intelligenz und Augmented Reality dazu beitragen, detaillierte 3D-Modelle von Maschinenbauteilen zu erstellen, mit denen die Wartungsarbeiter vor Ort sehr viel genauer, schneller und sicherer defekte Teile aufspüren und ersetzen können.

Aber auch in Hinblick auf das zukünftig verpflichtende ESG-Reporting können sich mehr Einsatzszenarios für Digitale Zwillinge entwickeln. Zentrale Datenbanken, in denen die gesammelten Informationen und Nachhaltigkeitsdaten eines Unternehmens einfließen, sind eine ideale Grundlage für die Entwicklung und den Bau von Digitalen Zwillings-Modellen, die wiederum für weitere Verbesserungen sorgen.

Der Kosten-Nutzen-Faktor

Digitale Zwillinge sind nicht die allumfassende Lösung für mehr Nachhaltigkeit und verantwortungsvolles Handeln am Arbeitsplatz – aber sie sind ein weiteres wirkungsvolles Werkzeug in einer wachsenden Sammlung von Technologien und Konzepten, mit denen Unternehmen einen großen Schritt in die richtige Richtung gehen können. Richtig portioniert und eingesetzt handelt es sich bei einem Digitalem Zwilling um einen machtvollen Hidden Champion, der trotz seines großen Potenzials bislang noch verhalten in der Praxis zum Tragen kommt – zu Unrecht, denn das Konzept bietet Unternehmen jeglicher Größe völlig neue Chancen und Möglichkeiten. Auch mit Blick auf verstärkte Nachhaltigkeitsbemühungen und ESG-Reports liefert ein Digitaler Zwilling die notwendigen technologischen Lösungsansätze, um für aktuelle und kommende Herausforderungen gerüstet zu sein.


Bild: CGI

Frank Sent

Director Consulting Services, CGI


Vorteile digitaler Zwillinge

  • Aufdecken von Schwachstellen
  • Optimierung von Maschinen/Prozessen
  • Risiken minimieren
  • Produktionseffizienz steigern
  • Umweltauswirkungen reduzieren
  • Predictive Maintenance
  • Downtime minimieren
  • Qualitätsstandards halten
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