![\"\"](\"https:\/\/blog-assets.solidworks.com\/uploads\/sites\/7\/20180831_solidpro-blog-mein-digitaler-zwilling-1-615x408.jpg\")
<\/p>\nEin gro\u00dfer Bruder ist eine tolle Sache. Er steht einem mit guten Ratschl\u00e4gen zur Seite und hilft aus, wenn es einmal eng wird. Nicht zuletzt spornt er einen zu immer besseren Leistungen an. Leider hat nicht jeder einen solchen Bruder. Auch nimmt diese Verbindung mit dem Erwachsenwerden immer mehr ab. Der Bedarf an Beratung bleibt nat\u00fcrlich weiterhin bestehen.<\/p>\n
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In mir kam deshalb der Gedanke auf, ob nicht ein digitaler Zwilling der eigenen Pers\u00f6nlichkeit diese Aufgabe \u00fcbernehmen kann. Ein mathematisches Rechenmodell simuliert die kleinen und gro\u00dfen Entscheidungen des Lebens. So k\u00f6nnte man zum Beispiel mit einer Optimierungsfunktion einen ma\u00dfgeschneiderten Trainingsplan f\u00fcr einen Marathonlauf berechnen lassen. Damit h\u00e4tte man die Gewissheit das Maximale aus seinen M\u00f6glichkeiten herausgeholt zu haben. Auch w\u00fcrde sich die doch sehr komplizierte Partnersuche deutlich vereinfachen lassen. Die Frage, ob es sich nur um eine Schw\u00e4rmerei oder doch um die gro\u00dfe Liebe handelt, k\u00f6nnte vom digitalen Zwilling gekl\u00e4rt und schlie\u00dflich entschieden werden. Die Randbedingungen f\u00fcr die Gr\u00fcndung einer Familie w\u00fcrden direkt mit \u00fcberpr\u00fcft werden. Auch Liebeskummer w\u00fcrde der Vergangenheit angeh\u00f6ren. Schon eine Volksweisheit besagt, dass man am meisten aus Fehlern anderer lernt. \u00dcbernimmt diese Funktion das virtuelle Gegenst\u00fcck, kommt in der realen Welt auch niemand (mehr) zu Schaden.<\/p>\n
Gef\u00fcttert wird dieses Modell von den vielen Daten, die wir oftmals schon \u00fcber die sogenannten Smart Devices, wie Smartphones oder Fitness-Uhren, sammeln. Vermutlich m\u00fcssten noch weitere Daten, wie K\u00f6rpertemperatur oder Adrenalinaussto\u00df, ber\u00fccksichtigt werden. Ein ausgekl\u00fcgelter Algorithmus bestimmt daraus die noch unbekannten Faktoren zuk\u00fcnftiger Entwicklungen und liefert als Ergebnis eine konkrete Handlungsempfehlung. Die Simulation k\u00f6nnte fortw\u00e4hrend alle getroffenen Entscheidungen \u00fcberpr\u00fcfen und gegebenenfalls Warnmeldungen aussprechen, noch bevor ein Ungl\u00fcck geschieht.<\/p>\n
Diese Vorstellung ist sehr verlockend. Allerdings scheitert die Umsetzung bisher schon an der Erstellung des mathematischen Modells. Ein solch komplexes System wie der Mensch l\u00e4sst sich nicht mit einer einfachen Formel beschreiben. Noch sind die einzelnen Zusammenh\u00e4nge zu wenig erforscht und verstanden, um ein aussagekr\u00e4ftiges Simulationsmodell erstellen zu k\u00f6nnen. Die Idee eines pers\u00f6nlichen digitalen Zwillings bleibt wohl zun\u00e4chst eine Vision f\u00fcr die ferne Zukunft.<\/p>\n
In der Produktentwicklung ist man da schon einen Schritt weiter. Viele Fragestellungen w\u00e4hrend der Produktentstehung lassen sich auf Festigkeits-, Str\u00f6mungs- oder Thermikprobleme zur\u00fcckf\u00fchren. Hierf\u00fcr gibt es sehr gute physikalische Modelle. Mit diesen kann sehr genau das reale Verhalten der Konstruktion vorhergesagt werden.<\/p>\n
Mit SOLIDWORKS Simulation<\/strong> l\u00e4sst sich von der statischen Festigkeit bis hin zum nicht-linearen Schwingverhalten die Konstruktion zu einem sehr fr\u00fchen Zeitpunkt testen und optimieren. Str\u00f6mungseffekte und thermische Gegebenheiten k\u00f6nnen mit SOLIDWORKS Flow Simulation<\/strong> berechnet werden. SOLIDWORKS Plastics<\/strong> virtualisiert den gesamten Spritzgussprozess von der Werkzeugf\u00fcllung bis hin zum Bauteilverzug. Dar\u00fcber hinaus lassen sich auch elektromagnetische Vorg\u00e4nge mit EMWorks<\/strong> simulieren.<\/p>\n Vorteil des digitalen Zwillings in der Produktentwicklung ist das fr\u00fchzeitige Erkennen von Schwachstellen am virtuellen Modell. Es lassen sich dadurch nicht nur physische Prototypen einsparen. Auch kann eine automatisierte Optimierung zu Verbesserung der Produktqualit\u00e4t durchgef\u00fchrt werden. Insgesamt f\u00fchrt dies zu einer Reduzierung von Entwicklungszeiten und -kosten.<\/p>\n Zuk\u00fcnftig wird dieses Simulationsmodell auch auf die Produktnutzung vererbt werden. W\u00e4hrend des Betriebs k\u00f6nnte damit die Funktionst\u00fcchtigkeit \u00fcberpr\u00fcft werden und damit fr\u00fchzeitig auch auf m\u00f6gliches Versagen hingewiesen werden. So k\u00f6nnte zum Beispiel ein Fahrrad selbstst\u00e4ndig melden, dass unter Ber\u00fccksichtigung des individuellen Nutzungsprofils nur noch zehn Spr\u00fcnge \u00fcber die Bordsteinkante m\u00f6glich sind. Die geeigneten Wartungsma\u00dfnahmen k\u00f6nnen direkt eingeleitet werden.<\/p>\n Um den digitalen Zwilling in der Produktnutzung umsetzen zu k\u00f6nnen, sind eine Vielzahl von Messdaten erforderlich. So m\u00fcssen fortlaufend Beschleunigungen, Kr\u00e4fte, Temperaturen etc. in allen relevanten Teilen der Konstruktion gemessen und dem Rechenmodell zugef\u00fchrt werden. Aktuell stehen f\u00fcr den mobilen Einsatz die n\u00f6tigen Rechenleistungen nicht zur Verf\u00fcgung. Auch das Auslagern der Berechnung auf station\u00e4re Server ist aufgrund der gro\u00dfen Datenmengen mit aktueller \u00dcbertragungstechnik nicht m\u00f6glich. Neue Technologien werden hier bald neue M\u00f6glichkeiten schaffen.<\/p>\n In der Automatisierung ist man schon heute noch einen Schritt weiter. Durch den station\u00e4ren Einsatz der Anlagen steht gen\u00fcgend Rechenleistung zur Verf\u00fcgung. Die gro\u00dfen Datenmengen k\u00f6nnen lokal \u00fcbertragen werden. Der digitale Zwilling ist direkt in den Schaltschrank implementiert.<\/p>\n Mit industrialPhysics<\/strong> wird bereits in der Anlagenplanung ein Simulationsmodell erstellt. Dieses kann direkt aus den SOLIDWORKS Konstruktionsdaten abgeleitet werden. Somit wird im ersten Schritt das physikalische Zusammenspiel der einzelnen Aktoren, Sensoren, Greifer etc. \u00fcberpr\u00fcft. Schwachstellen des Anlagenkonzepts k\u00f6nnen direkt optimiert werden.<\/p>\n Im n\u00e4chsten Schritt kann die SPS-Programmierung an des selbe Simulationsmodell angeschlossen werden. Die Anlage wird virtuell in Betrieb genommen. Fehler im Programmablauf werden bequem vom Schreibtisch aus behoben. Die Auslieferung der realen Anlage kann nun problemlos erfolgen.<\/p>\n <\/p>\n Zusammen mit der Anlage wird zus\u00e4tzlich auch das Simulationsmodell ausgeliefert. Dieses wird nun an die reale Steuerung angeschlossen. Dies hat mehrere Vorteile.<\/p>\n Nachtr\u00e4gliche \u00c4nderungen an der Anlagensteuerung, wie Erh\u00f6hung der Flie\u00dfbandgeschwindigkeiten, k\u00f6nnen vorab am virtuellen Modell auf Machbarkeit getestet werden. Erst nach erfolgreicher Pr\u00fcfung wird in die Produktion eingegriffen. Die \u00c4nderung kann ohne Stillstandzeiten erfolgen.<\/p>\n Ebenfalls k\u00f6nnen einzelne Funktionen der Steuerung vorab im Rechenmodell simuliert werden. Als Ergebnis werden die optimalen Parameter zur\u00fcck an die reale Steuerung gegeben. So ist es zum Beispiel m\u00f6glich die Bewegungen eines Palettierroboters w\u00e4hrend der Arbeit neu zu programmieren. Eine Kamera filmt die ankommenden Pakete. Diese Information wird an die Simulation \u00fcbergeben. Dort kann mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens jedes Paket ideal auf der Palette platziert werden. Die daf\u00fcr notwendigen Fahrwege des Roboters werden nun zur\u00fcck an die SPS-Steuerung \u00fcbergeben.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Ein nicht zu untersch\u00e4tzender Vorteil ist die M\u00f6glichkeit per Fernwartung auf den digitalen Zwilling zuzugreifen. Tritt an der realen Anlage ein St\u00f6rfall ein, kann meist nur ein qualifizierter Servicetechniker die Ursache ausfindig machen und geeignete Gegenma\u00dfnahmen einleiten. Um dem Kunden einen schnellen und l\u00fcckenlosen Service anbieten zu k\u00f6nnen, ist ein aufw\u00e4ndiges, weltweites Servicetechnikernetz notwendig. Mit Hilfe der Fernwartung kann nun der Techniker bequem von Zuhause aus den St\u00f6rfall genauer untersuchen. \u00dcber eine Aufnahmefunktion k\u00f6nnen sogar die letzten Minuten oder sogar Stunden im R\u00fcckblick betrachtet werden. Somit ist die Fehlersuche sehr schnell durchzuf\u00fchren. Vor Ort muss nun nur noch eine meist einfache Reparaturanweisung umgesetzt werden. Der digitale Zwilling erlaubt es sogar in die Zukunft zu schauen. Die Simulation eilt der realen Anlage um eine geeignete Zeitspanne voraus. Tritt an der realen Anlage eine St\u00f6rung auf, ist die L\u00f6sung l\u00e4ngst am virtuellen Modell gefunden.<\/p>\n Wie aufgezeigt bietet der digitale Zwilling schon heute einen unsch\u00e4tzbaren Mehrwert. In Anlagenbau und Produktentwicklung lassen sich mit virtuellen Prototypen viele Prozesse effektiver und einfacher gestalten. Obwohl der digitale Zwilling sich in der Praxis in den unterschiedlichsten Disziplinen bereits bew\u00e4hrt hat, stehen wir erst am Beginn einer spannenden Entwicklung. Die zuk\u00fcnftigen M\u00f6glichkeiten werden die Produktentstehung und -nutzung komplett ver\u00e4ndern. Es ist jetzt der Zeitpunkt, um sich f\u00fcr die digitale Zukunft zu r\u00fcsten. Mit den Simulationswerkzeugen von SOLIDWORKS, EMWorks und industrialPhysics wird der digitale Zwilling zum wichtigsten Innovationstreiber.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Ein gro\u00dfer Bruder ist eine tolle Sache. Er steht einem mit guten Ratschl\u00e4gen zur Seite und hilft aus, wenn es einmal eng wird. Nicht zuletzt spornt er einen zu immer besseren Leistungen an. Leider hat nicht jeder einen solchen Bruder.<\/p>\n... 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<\/p>\nDigitaler Zwilling in der Automatisierung<\/h1>\n
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