Digitaler Zwilling im Trend – Trend topic digital twin

Dieser Beitrag soll Ihnen ein besseres Verständnis des Themas vermitteln und Ihnen zugleich zeigen, wie Sie Ihre individuellen Strategien zur Datenverwaltung optimieren können.

Digital Twins – was verbirgt sich hinter den digitalen Helfern?

Unter dem Begriff versteht man ein computergestütztes Modell, das die reale mit der virtuellen Welt verbindet. Ziel ist es, Resultate in der realen Welt zu verbessern. Objekte, Prozesse oder auch Dienstleistungen werden virtualisiert und damit quasi zu digitalen Gegenstücken des realen Objekts. In der Folge befähigt ein digitaler Zwilling unterschiedliche Abteilungen, komplexe Systeme auf interaktive und immersive Weise gemeinsam zu entwerfen, zu entwickeln, zu testen, einzusetzen und zu betreiben. Das Konzept des Digital Twin befähigt Unternehmen, die Vergangenheit zu verstehen, die Gegenwart zu visualisieren sowie künftige Probleme zu vermeiden.

Das Konzept des Digital Twins basiert also vereinfacht gesagt auf einem realen Objekt, seinem digitalen Zwilling sowie den Daten, die beide miteinander verbinden.

Um einen Schritt weiterzugehen, kann man sagen, dass Digital Twins auch Visualisierungen darstellen, die aus konzeptionellen Modellen (z. B. BIM, CAD oder GIS) oder Scans von physischen Einheiten (beispielsweise erzeugten Produkten oder Anlagen) erstellt werden. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) bezieht sich auf ein Netzwerk von physischen Objekten, die über eindeutige Kennungen (UIDs) verfügen und eingebettete Technologie enthalten. Dadurch können sie mit anderen Objekten im Internet kommunizieren und interagieren, indem sie Daten in Echtzeit erfassen. Wenn digitale Zwillinge mit IoT-Daten integriert werden, können sie Informationen über die Leistung eines realen Objekts für einen bestimmten Zeitraum liefern und so Benutzern helfen, potenzielle Ergebnisse zu bewerten sowie mögliche Korrekturen oder Verbesserungen vorzubereiten.

Ein Blick in den Rückspiegel: die 1960er Jahre

Zeitgeschichtlich gesehen geht eine der ersten Anwendungen auf die 1960er Jahre zurück. Das Konzept der Verwendung eines digitalen Zwillings als Mittel zur Untersuchung eines physischen Objekts wurde erstmals von der NASA im Apollo-Programm etabliert. Zum Einsatz kam die Technologie während der Apollo-13-Mission. Damals sprach man noch von einem „Technical Twin“, der heute verwendete Begriff wurde später definiert. Mithilfe des Digitalen Zwillings konnte das Kontrollteam der NASA-Computersimulationen schnell anpassen, um den Bedingungen des beschädigten Raumschiffs zu entsprechen und in der Folge Strategien zu entwickeln, die das Übermenschliche ermöglichten und die Astronauten sicher nach Hause brachten.

In den frühen 1970er Jahren wurden Großrechner als digitale Zwillingssysteme eingesetzt, um große, komplexe Anlagen wie etwa Kraftwerke zu überwachen. In den 1980er Jahren kamen 2D-CAD-Systeme wie AutoCAD auf den Markt, mit denen technische Zeichnungen erstellt werden konnten und die schnell von Millionen von Konstrukteuren und Ingenieuren auf der ganzen Welt angenommen wurden. In den 2000er Jahren ermöglichte 3D-CAD mit parametrischer Modellierung und Simulation die Konstruktion komplexerer Baugruppen auf intelligentere Weise, wie eine Datenbank miteinander verbundener Objekte. Mitte der 2010er Jahre schließlich brachten die großen 3D-CAD-Anbieter Lösungen mit Cloud-Anbindung auf den Markt, in erster Linie für die Zusammenarbeit und das Projektmanagement, nach und nach aber auch für das generative Design.

Der Digital Twin dominiert die Technologietrends

Auch wenn Digital Twins bereits seit mehreren Jahrzehnten Innovations- und Technologiegeschichte schreiben, ist es heute die Fähigkeit, Daten in Echtzeit in 3D einzuspeisen und über Dashboards hinaus Daten aus verschiedenen Quellen auf jedem Gerät oder jeder Plattform für eine bessere Zusammenarbeit, Visualisierung und Entscheidungsfindung zu erschließen, die das Thema Digital Twins an die Spitze der wichtigsten Trends katapultiert.

Die Möglichkeit, mit Daten in Echtzeit zu interagieren, verändert und vereinfacht den Prozess der Entscheidungsfindung in den Bereichen Design, Betrieb und Wartung erheblich. Die Möglichkeit, komplexe Vorgänge in 3D in Echtzeit zu visualisieren und zu simulieren, verbessert die Art und Weise, wie Hersteller beispielsweise mit ihren Teams und Zulieferern interagieren.

Die wichtigste Auswirkung der Technologie des digitalen Zwillings besteht darin, dass sie einen schnellen Zugriff auf benötigte Daten ermöglicht, wie 71 % der an einer Capgemini-Umfrage teilnehmenden Unternehmen angeben. Da das Datenvolumen insgesamt beständig zunimmt, unterstützen Digital Twins Designer, Ingenieure und Analysten dabei, Daten auf intuitive Art und Weise zu verstehen. Diese Daten können schnell aus unstrukturierten Quellen wie etwa der Videoüberwachung und Satellitenbildern extrahiert werden. Darüber hinaus können Unternehmen mit digitalen Zwillingen präzise Karten von physischen und virtuellen Objekten erstellen, um effektivere Entscheidungen zu treffen. Mit dem Konzept des Digitalen Zwillings können Unternehmen nicht nur eine Verbindung zu mehr Datenquellen herstellen, sondern auch eine Vielzahl von analytischen und betrieblichen Automatisierungsaktivitäten unterstützen.

Akkumulation von Informationen im Handumdrehen

Die Datenerfassung spielt eine zentrale Rolle dabei, wie wir mit der virtuellen Welt interagieren. Dank innovativer Technologien wie der des Digital Twins wurde die Beschleunigung verfügbarer Daten optimiert. Digitale Zwillinge ermöglichen es Unternehmen und Netzwerken, strukturelle und unstrukturierte Informationen in nie dagewesener Geschwindigkeit zu akkumulieren.

Ein Beispiel aus der Praxis ist der Anbieter Hexagon, ein Branchenführer im Bereich von Digital-Reality-Lösungen, der Digital Twins zur Erfassung von Umgebungen und Infrastrukturen auf der ganzen Welt einsetzt und damit Zugang zu einer Fülle von Geodaten für intelligente Analysen und industrielle Maßnahmen bietet. Hexagons Kunden nutzen inzwischen mehr als 1 Milliarde hochauflösender Bilder pro Monat.

Die Nase vorn am Markt mit den Digitalen Helfern

Mit dem gezielten Einsatz des Digital Twin Konzepts gelangen Unternehmen an Informationen, die ihnen einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz verschaffen und zur Verbesserung interner und externer Prozesse genutzt werden können. Es besteht kein Zweifel, dass die Erfassung und strategische Nutzung von Daten eine entscheidende Rolle spielen, um auf dem Markt die Nase vorn zu haben. Die Digital Twin Technologie stellt eine großartige Option für Unternehmen dar, erfolgreich zu sein und zu wachsen.

Zusammenfassend lässt sich vor diesem Hintergrund sagen, dass das Konzept des Digital Twin alles andere als eine Modeerscheinung darstellt. Es handelt sich hierbei vielmehr um einen ernst zu nehmenden Trend, und das nicht nur aufgrund der reichhaltigen Geschichte an beispielhaften Anwendungen, sondern vor allem auch wegen der unglaublichen Wertschöpfungspotenziale für Unternehmen im innovativen Bereich. Die Fähigkeit des Digital Twin, die Realität auf der Grundlage der von Unternehmen gesammelten Echtzeitdaten virtuell abzubilden, ist ein unbestreitbarer und zukunftsweisender Vorteil.

In the trade press, in insider circles: the Digital Twin is on everyone’s lips, and is being cited more and more frequently, especially in the context of Industry 4.0. It is expected that the use of the concept will reach 61.45 billion USD by 2027. In view of these figures, experts largely agree that this is by no means a mere buzzword.

This article aims to give you a better understanding of the topic while showing you how to optimize your individual data management strategies.

Digital Twins – what is behind the digital helpers?

The term refers to a computer-based model that links the real world with the virtual world. The goal is to improve results in the real world. Objects, processes or even services are virtualized and thus become quasi digital counterparts of the real object. As a result, a digital twin enables different departments to jointly design, develop, test, deploy and operate complex systems in an interactive and immersive way. The Digital Twin concept empowers organizations to understand the past, visualize the present, as well as avoid future problems.

So, simply put, the concept of the Digital Twin is based on a real-world object, its digital twin, and the data that connects the two.

To take it a step further, we can say that Digital Twins also represent visualizations created from conceptual models (e.g., BIM, CAD or GIS) or scans of physical entities (for example, generated products or assets). The Internet of Things (IoT) refers to a network of physical objects that have unique identifiers (UIDs) and contain embedded technology. This allows them to communicate and interact with other objects on the Internet by collecting data in real time. When digital twins are integrated with IoT data, they can provide information about a real-world object’s performance for a specific period of time, helping users evaluate potential outcomes and prepare for possible fixes or improvements.

A look in the rearview mirror: the 1960s

In terms of contemporary history, one of the first applications dates back to the 1960s. The concept of using a digital twin as a means to study a physical object was first established by NASA in the Apollo program. The technology was used during the Apollo 13 mission. At that time, it was still referred to as a „Technical Twin“; the term used today was defined later. Using the Digital Twin, NASA’s control team was able to quickly adjust computer simulations to match the conditions of the damaged spacecraft and subsequently develop strategies that enabled the superhuman and brought the astronauts safely home.

In the early 1970s, mainframe computers were used as digital twin systems to monitor large, complex facilities such as power plants. In the 1980s, 2D CAD systems such as AutoCAD came on the market to create engineering drawings and were quickly adopted by millions of designers and engineers around the world. In the 2000s, 3D CAD with parametric modeling and simulation enabled the design of more complex assemblies in smarter ways, like a database of interconnected objects. Finally, in the mid-2010s, major 3D CAD vendors launched cloud-connected solutions, primarily for collaboration and project management, but gradually also for generative design.

The digital twin dominates technology trends

Although Digital Twins have been making innovation and technology history for several decades, today it is the ability to feed data in real-time in 3D, and beyond dashboards, to tap into data from multiple sources on any device or platform for better collaboration, visualization and decision-making that is catapulting Digital Twins to the forefront of key trends.

The ability to interact with data in real time significantly changes and simplifies the process of decision making in design, operations and maintenance. The ability to visualize and simulate complex operations in 3D in real time improves the way manufacturers interact with their teams and suppliers, for example.

The most important impact of digital twin technology is that it enables rapid access to needed data, according to 71% of companies participating in a Capgemini survey. As the overall volume of data continues to grow, digital twins help designers, engineers and analysts understand data in an intuitive way. This data can be quickly extracted from unstructured sources such as video surveillance and satellite imagery. In addition, digital twins allow companies to create accurate maps of physical and virtual objects to make more effective decisions. With the digital twin concept, companies can not only connect to more data sources, but also support a variety of analytical and operational automation activities.

Accumulation of information in the blink of an eye

Data collection plays a central role in how we interact with the virtual world. Thanks to innovative technologies such as the Digital Twin, the acceleration of available data has been optimized. Digital twins enable businesses and networks to accumulate structural and unstructured information at unprecedented speeds.

A real-world example is provided by Hexagon, an industry leader in digital reality solutions, which uses Digital Twins to capture environments and infrastructures around the world, providing access to a wealth of geospatial data for intelligent analysis and industrial action. Hexagon’s customers now use more than 1 billion high-resolution images per month.

Leading the market with Digital Helpers

With the targeted use of the Digital Twin concept, companies gain information that gives them an edge over the competition and can be used to improve internal and external processes. There is no doubt that the collection and strategic use of data play a crucial role in staying ahead in the market. Digital Twin technology represents a great option for companies to succeed and grow.

In summary, with this in mind, the Digital Twin concept is anything but a fad. Rather, it is a trend to be taken seriously, not only because of its rich history of exemplary applications, but more importantly because of the incredible value creation potential for companies in the innovative space. The Digital Twin’s ability to virtually map reality based on real-time data collected by companies is an undeniable and forward-looking advantage.