Digitale Zwillinge: Was sind sie und wie funktionieren sie?

Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Version eines Prozesses oder eines physischen Objekts. Es kann eine digitale Nachbildung eines Strahltriebwerks, eines Autos, eines Gebäudes oder sogar einer Stadt sein. Digitale Zwillinge replizieren Prozesse, um Daten zu sammeln und die Leistung der realen Systeme vorherzusagen. Mit digitalen Zwillingen können Sie eine Reihe komplexer Aktivitäten in einer virtuellen Welt planen und ausführen, bevor Sie sie in die reale Welt starten.

Werfen wir einen Blick darauf, wie digitale Zwillinge funktionieren.

Wie sind digitale Zwillinge gestaltet?

Ein digitaler Zwilling wird entworfen, indem Daten gesammelt und Rechenmodelle erstellt werden, um sie zu testen.

Datensammlung

Um ein virtuelles Modell zu erstellen, benötigt ein digitaler Zwilling Daten zu einem Objekt oder Prozess. Diese Daten können sich auf den Lebenszyklus eines Produkts beziehen. Die Daten können Konstruktionsspezifikationen, Produktinformationen oder Produktionsprozesse enthalten. Es kann sich auch auf Informationen wie Echtzeit-Feedback, historische Analyse und Wartungsaufzeichnungen beziehen.

Modellieren

Sobald Daten gesammelt wurden, werden daraus rechnergestützte Analysemodelle erstellt. Diese Modelle können Aktionen vorschreiben, die auf technischen Simulationen und Algorithmen für künstliche Intelligenz basieren. Die Modelle können über 3D-Darstellungen und Augmented Reality (AR) -Techniken angezeigt werden, um Ihnen alle Ergebnisse visuell darzustellen. All dies kann Ihnen helfen, das physische Objekt oder den physischen Prozess besser zu verstehen.

Wie funktionieren digitale Zwillinge?

Ein digitaler Zwilling kann so komplex oder so einfach sein, wie Sie es benötigen. Die von Ihnen verwendete Datenmenge bestimmt, wie das Modell die reale physische Version darstellt.

Es gibt drei verschiedene Arten von digitalen Zwillingen:

Digital Twin Prototype (DTP)

Das DTP ist ein digitaler Zwilling, der implementiert wird, bevor ein physisches Produkt erstellt wird. Es besteht aus den Entwürfen, Analysen und Prozessen, die zum Erstellen der physischen Version eines Produkts erforderlich sind.

Digitale Zwillingsinstanz (DTI)

Der DTI ist der digitale Zwilling, der für ein Produkt entwickelt wurde, das bereits hergestellt wurde. Es bleibt während seines gesamten Lebenszyklus mit dem physischen Objekt verbunden, um Tests für verschiedene Anwendungsfälle durchzuführen.

Digital Twin Aggregate (DTA)

Der DTA ist die Aggregation vieler DTIs. Es hilft dabei, die Informationen zu sammeln, mit denen die Fähigkeiten eines physischen Produkts unter verschiedenen Bedingungen bestimmt werden können.

Digitale Zwillinge und das Internet der Dinge

Das digitale Zwillingskonzept ist nicht neu, aber die Verbreitung des Internet der Dinge (IoT) hat es populärer gemacht. Das IoT beschreibt ein Netzwerk digitaler Geräte, die über das Internet verbunden sind und Daten austauschen.

Mit erweiterten Datenanalysefunktionen können digitale Zwillinge IoT-Bereitstellungen für maximale Effizienz optimieren. Die Fähigkeit, Big Data zu verwalten, und das Aufkommen disruptiver Technologien werden die Einführung digitaler Zwillinge weiter vorantreiben.

Warum sind digitale Zwillinge wichtig?

Unternehmen stehen zunehmend unter Druck, die Herausforderungen in den sich ständig ändernden Marktlandschaften von heute zu bewältigen. Durch die Einführung digitaler Zwillinge können Sie wertvolle Erkenntnisse gewinnen, indem Sie die Beziehung zwischen miteinander verbundenen Datensätzen des physischen und des digitalen Systems untersuchen.

Darüber hinaus können digitale Zwillinge Ihnen verschiedene Vorteile bieten, wie zum Beispiel:

• Optimierung der Herstellungsprozesse bei gleichzeitiger Reduzierung des Risikos von Unfällen und ungeplanten Ausfallzeiten.
• Effizienzsteigerung zur Reduzierung von Produktqualitätsproblemen.
• Einsatz vorausschauender Wartung zur Wartung von Geräten und Einrichtungen.
• Annahmen testen und validieren.
• Fehlerbehebung bei Geräten aus der Ferne.
• Verbesserung der Produktivität und Schaffung effizienterer Lieferketten.
• Schulung der Mitarbeiter für den Umgang mit Geräten, die physisch nicht in der Nähe sind.
• Verbessern Sie das Kundenerlebnis und erhalten Sie bessere Einblicke in die Produktleistung.
• Die Notwendigkeit mehrerer Prototypen entfällt und die Gesamtentwicklungszeit verkürzt.

Digitale Zwillingsanwendungen

Digitale Zwillinge werden in verschiedenen Branchen für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

Konstruktion

Durch die Verwendung von Echtzeitdaten liefern digitale Zwillinge dynamische Modelle, die die realen Leistungen von Smart Cities zeigen. Dies trägt zur Ressourceneffizienz, zu Kosteneinsparungen und zu einer effektiven Einführung nachhaltiger Baupraktiken bei.

Digitale Zwillinge können weiterhin Lösungen für die vielen komplexen Herausforderungen bieten, denen sich moderne Städte gegenübersehen. Beispielsweise können digitale Zwillinge von Städten verwendet werden, um Katastrophenplanung und Notfallmaßnahmen während Krisen zu simulieren.

Herstellung

In der Fertigung tragen digitale Zwillinge dazu bei, den Betrieb zu verbessern und die Wartungskosten zu senken. Hersteller erstellen zunächst eine virtuelle Darstellung eines Assets und erfassen dann seine Daten, um seine Leistung zu bestimmen. Dies macht die Fertigung produktiver und rationalisierter.

Automobil

Digitale Zwillinge können virtuelle Nachbildungen von Autos erstellen, um die Fahrzeugleistung zu analysieren und zu verbessern. Diese digitalen Fahrzeugdarstellungen sammeln Verhaltens- und Betriebsdaten ihrer physischen Gegenstücke. Solche digitalen Zwillinge helfen bei der Implementierung und beim Testen neuer Produktmodelle wie Elektro- und Hybridfahrzeuge .

Verkauf

Im Einzelhandel spielen digitale Zwillinge eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung des Kundenerlebnisses durch die Schaffung virtueller Zwillinge für Kunden. Diese digitalen Zwillinge tragen dazu bei, maßgeschneiderte Erlebnisse für die Verbraucher zu schaffen. Sie können weiter bei der besseren Planung im Geschäft helfen.

Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

Digitale Zwillinge werden in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigung eingesetzt, um die Leistung zu verbessern und das Produktdesign zu verbessern. Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) verwendet digitale Zwillinge , um Flugzeugsysteme im Weltraum zu warten, zu betreiben und zu reparieren. Das US-Militär verwendet digitale Zwillinge , um die Integrität der in seiner Munition verwendeten Halbleiter und Chips zu bestätigen.

Gesundheitspflege

Ärzte können medizinische Eingriffe in einer simulierten Umgebung mit digitalen Zwillingen eines Organs oder eines Patienten sicher durchführen. Angehörige von Gesundheitsberufen können auch digitale Zwillinge verwenden, um virtuelle klinische Studien durchzuführen, bevor neue Impfstoffe oder Medikamente auf den Markt gebracht werden.

Digitale Zwillinge können außerdem ein leistungsfähiges Werkzeug für die prädiktive Medizin sein. Dies kann helfen, das Risiko eines Patienten anhand von Daten über Patienten mit ähnlichen Profilen zu bewerten.

Digitale Zwillinge der Zukunft

Digitale Zwillinge helfen Unternehmen bereits dabei, größere Höhen zu erreichen. Sie helfen dabei, maßgeschneiderte Lösungen zu liefern, die auf die sich ändernden Vorlieben moderner Kunden zugeschnitten sind. Während sie eine Vielzahl von Vorteilen bieten, können digitale Zwillinge weiter verbessert werden.

Beispielsweise können die Fähigkeiten eines digitalen Zwillingsmodells durch Verwendung von Cognitive Computing verbessert werden. Dies kann das Testen eines digitalen Zwillings verbessern, um die Produkttests zu bestimmen, die häufiger ausgeführt werden sollten. Technologien wie Natural Language Processing (NLP), akustische Analyse und maschinelles Lernen werden ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Zukunft digitaler Zwillinge spielen.

Überbrückung der digitalen und physischen Welt mit digitalen Zwillingen

Digitale Zwillinge zeigen in verschiedenen Branchen einen bedeutenden Wandel. Wenn Sie sie zum Testen eines Produkts oder Prozesses implementieren, können Sie Zeit und Geld sparen.

Digitale Zwillinge werden weiterhin Erkenntnisse liefern, die Unternehmen dabei helfen können, ihre verborgenen Werte freizuschalten. In Zukunft werden mehr Unternehmen von den digitalen Zwillingsfunktionen lernen und diese einsetzen wollen, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.