Digitaler Zwilling und VR-Brille

Das 3D-Modell des digitalen Zwillings kann noch um Meta- und Betriebsdaten sowie um Visualisierungstechnologien wie VR und AR ergänzt werden. Auf diese Weise lassen sich alle Informationen spezifisch aufbereiten, darstellen und somit die Kommunikation und das Verständnis aller Stakeholder verbessern. (Bild: Adobe Stock)

Mit nachhaltigen Geschäftsmodellen die Balance finden

Auch wenn das Nasa-Teleskop TESS erstmals vor drei Jahren einen erdähnlichen Planeten entdeckt haben soll, Fakt ist: es gibt keine zweite Erde. Umso erstaunlicher ist es, dass trotz besseren Wissens, ihre biologischen Ressourcen nach wie vor schneller verbraucht werden, als sie sich regenerieren können. Eine Herausforderung für produzierende Unternehmen: sie müssen die eigene Rentabilität mit Umwelt- und Klimaschutzauflagen in Einklang bringen. Nachhaltige Geschäftsmodelle, die basierend auf digitalen Technologien sowohl die effiziente Energie- und Materialnutzung als auch entsprechende Abfall- und Kreislaufkonzepte unterstützen, sind eine mögliche Strategie. Insbesondere, wenn man die aktuellen weltweiten Krisen einhergehend mit Lieferengpässen, steigenden Energiekosten und vielen weiteren Hürden bedenkt.

Nachholbedarf der Industrie bei Digitalisierung ist groß

Damit Unternehmen jedoch umfänglich von den Vorteilen digitaler Technologien profitieren können, müssen sie ihre digitale Transformation beschleunigen. Wie wichtig diese ist, zeigt eine aktuelle Studie*. Darin geht IDC davon aus, dass bereits in 2022 die Hälfte der Weltwirtschaft komplett digital funktioniert oder von der Digitalisierung beeinflusst wird, aber erst Ende 2023 90 Prozent aller Unternehmen weltweit Investitionen für Digitalisierungsprojekte priorisieren werden.

Zeit, an die Zukunft zu denken. Doch woran liegt die zurückhaltende Umsetzung? IDC sieht vor allem beim Einsatz von Informationstechnologie einen Nachholbedarf der Industrie. Häufig fehlen einfach die technologischen Grundlagen, um eine ganzheitliche Digitalisierung voranzutreiben. Ganzheitlich, da die digitale Transformation nicht an Abteilungs- oder Unternehmensgrenzen Halt machen darf, sondern über alle Wertschöpfungsstufen intern und extern ausgerollt werden muss. Ebenso muss die digitale Transformation über die gesamte Organisation gelebt und intrinsisch getrieben sein. Digitale Vorreiter binden ihre Mitarbeiter ein und bieten umfassende Weiterbildungsmaßnahmen an. Begleitet von Change-Management-Programmen lassen sich so die geforderten neuen Kompetenzen vermitteln und gleichzeitig unentdecktes Potential bei den Mitarbeitern entdecken und fördern. Gerade junge Mitarbeiter, die Talente von morgen, wollen am Puls der Zeit bleiben und setzen verstärkt auf hochentwickelte Arbeitsumgebungen.

*Quelle: IDC White Paper „Agilität und Digitalisierung in der Fertigungsindustrie 2022“, April 2022

Innovation umsetzen und leben

Greifer Innovation von sewts
Das Startup sewts schließt mit seiner Innovation eine der letzten Lücken der Automatisierung und eröffnet der Robotik neue Anwendungsbereiche: Roboter werden mit menschenähnlichen Wahrnehmungsfähigkeiten ausgestattet und ermöglichen die automatisierte Handhabung von leicht verformbaren Materialien. (Bild: sewts GmbH)

Wie vielfältig die Einsatzbereiche von virtuellen Zwillingen heute bereits sind, zeigt sich am Beispiel sewts. Das deutsche Startup wurde 2019 mit der Absicht gegründet, die Grenzen der Robotik bei der Verarbeitung von leicht verformbaren Materialien zu erweitern. Damit alle Daten sicher verwaltet und allen Beteiligten jederzeit und an jedem Ort in Echtzeit zur Verfügung stehen sowie das geistige Eigentum geschützt wird, setzte sewts von Anfang an auf die 3DEXPERIENCE Plattform und die Engineering-Lösung CATIA von Dassault Systèmes. Da die Plattform cloudbasiert ist, ist sie flexibel skalierbar: neue Benutzer und Anwendungen wie bspw. die Simulationslösung SIMULIA lassen sich nahtlos je nach Bedarf hinzufügen. Den virtuellen Zwilling nutzt sewts dabei zur Validierung von KI-Konzepten und -Lösungen für das Handling forminstabiler Materialien durch Roboter und zur Optimierung der Automatisierungslösungen über den gesamten Lebenszyklus. Dies ist für das Startup vor allem für die Planung neuer nachhaltiger Geschäftsmodelle wie EaaS oder Pay-per-Use im Anlagen- und Maschinenbau von strategischer Bedeutung.

Möglichkeiten erweitern und sich im Partnerökosystem vernetzen

Der Ansatz, mit Informationstechnologie die Produktinnovation und Erschließung neuer Umsatzquellen zu beschleunigen sowie attraktiver für den Arbeitsmarkt zu werden, hat sich leider bei den Industrieunternehmen noch nicht durchgesetzt. IT wird nach wie vor primär für die Optimierung der betrieblichen Exzellenz und weniger für die Erreichung der digitalen Exzellenz eingesetzt. Erst in den nächsten zwei Jahren wollen sich die befragten Unternehmen der Studie stärker um vernetzte Produkte bzw. Services, die Erschließung digitaler Geschäftsmodelle und eine Vernetzung im Partnerökosystem kümmern.

Zwei Jahre, die das Aus bedeuten können. Denn schnelllebige Märkte, ein verändertes Kundenverhalten, der Fachkräftemangel und die globale Wettbewerbssituation vor allem mit Ländern, die keine oder geringere Umwelt- und Klimaschutzauflagen haben, setzen die europäische Industrie unter Druck. Unternehmen müssen daher ständig ihre Geschäftsmodelle und Prozesse hinterfragen und konstant Innovationen liefern, die den Bedarf an nachhaltigen Produkten und Services decken.

Virtuelle Zwillinge helfen, die Qualität zu steigern

Ohne den Einsatz modernster IT-Infrastrukturen und -Technologien wird dies nicht erreichbar sein. Veraltete Anwendungsportfolios, fragmentierte Datenlandschaften sowie Silodenken und -arbeiten behindern die digitale Transformation. Die Vernetzung von Technologien, Menschen und Wissen der Fachbereiche und des gesamten Ökosystems sowie die Integration aller Prozesse auf Basis einer einheitlichen Echtzeit-Datenquelle sind unabdingbar.

Virtuelle Entwicklungsumgebungen wie die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes unterstützen Hersteller dabei. Sie ermöglichen die nahtlose und assoziative Nutzung digitaler Daten, um Produkte als virtuelle Zwillinge abzubilden und diese basierend auf Parametern der realen Welt zu simulieren und zu optimieren. Ganz im Sinne der Nachhaltigkeit lässt sich auf diese Weise auch der Bau physischer Prototypen nicht nur reduzieren, sondern oftmals komplett eliminieren. Das spart Material und Kosten und beschleunigt den Entwicklungsprozess. Gleichzeitig steigert sich die Qualität der Produkte, da mögliche Fehler frühzeitig in der virtuellen Welt erkannt werden, bevor sie zu Problemen in der realen Welt führen.

Visualisierungstechnologien helfen, das Verständnis der Stakeholder zu verbessern

Im Gegensatz zum digitalen Zwilling, dessen Einsatz auf die Entwicklungs- und Produktionsphase beschränkt ist, verknüpft der virtuelle Zwilling alle Prozessschritte entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Zudem ergänzt der virtuelle Zwilling das 3D-Modell des digitalen Zwillings um Metadaten und Betriebsdaten sowie um Visualisierungstechnologien wie VR und AR. Auf diese Weise lassen sich alle Informationen spezifisch aufbereiten, darstellen und somit die Kommunikation und das Verständnis aller Stakeholder verbessern. Ebenso wird die Rückverfolgbarkeit der Daten in Bezug auf das Änderungsmanagement und die Einhaltung von Regelwerken und Compliance-Richtlinien gewährleistet.

Aus Müll wird Rohöl – im zirkulären Kreislauf

Forscherteam AES
Das deutsche Startup wurde 2019 mit dem Ziel gegründet, das Abfallmanagement mit nachhaltigen Innovationen zu revolutionieren. Aus Müll wird Öl! Mit der von AES entwickelten AES FLUKS Anlage wird dies möglich. (Bild: AES Autonome Energiesysteme GmbH)

Das deutsche Startup wurde 2019 mit dem Ziel gegründet, das Abfallmanagement mit nachhaltigen Innovationen zu revolutionieren. Aus Müll wird Öl! Mit der von AES entwickelten AES FLUKS Anlage wird dies möglich. Dahinter steckt ein Prozess, der bei 600 Grad Celsius läuft, um aus gemischten Kunststoffabfällen Rohöl zu gewinnen. Bisher werden die aus Industriebetrieben stammenden Kunststoffabfälle verbrannt und tragen damit zu den Treibhausgasen bei. Die AES FLUKS Anlage kann ohne zusätzliches Personal autonom beim Kunden vor Ort betrieben werden, lediglich die konstante Müllzufuhr muss sichergestellt sein. Zu den Kunden zählen beispielsweise Automobilzulieferer, bei denen mehrere Hundert Kilogramm Abfälle am Tag anfallen. Die AES FLUKS Anlagenserie kann zwischen 250 und 1.000 Kilogramm Abfälle pro Tag verarbeiten. Das neu gewonnen Rohöl lässt sich anschließend entweder energetisch nutzen oder an Raffinerien verkaufen, die daraus wieder Benzin, Diesel oder das Rohmaterial für neue Kunststoffe herstellen. Im Jahr 2021 wurde AES in das 'Accelerator'-Programm des 3DEXPERIENCE Labs von Dassault Systèmes aufgenommen und hat darüber Zugang zur 3DEXPERIENCE Plattform, technischen Experten und zielgerichtetem Mentoring. Weitere Informationen zur AES Autonome Energiesysteme GmbH finden sich hier.

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