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Digitale Zwillinge können Teams dabei helfen, ihren Standort und die Standortbedingungen visuell zu verstehen, und ermöglichen es ihnen, tag Anlagen und Pipelines zu segmentieren, um intelligentere Entscheidungen über Werksüberholungen zu treffen.

Digitale Zwillinge in der Fertigung: Revolutionierung der Zukunft der Produktion

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In der sich wandelnden Landschaft der fortschrittlichen Fertigung hat sich die Technologie des digitalen Zwillings als transformatives Werkzeug erwiesen, das die Art und Weise, wie die Industrie Produktionsprozesse entwirft, betreibt und optimiert, neu gestaltet. Während Unternehmen die Herausforderungen der Globalisierung, der steigenden Kundenanforderungen und des zunehmenden Wettbewerbs meistern, ist die Integration von digitale Zwillinge in ihre Betriebsabläufe zu integrieren, ist für das Erreichen von Effizienz, Nachhaltigkeit und Innovation unerlässlich geworden.

Dieser Blog befasst sich mit den tiefgreifenden Auswirkungen digitaler Zwillinge in der Fertigung und untersucht ihre Anwendungen, Vorteile und die Zukunft, die sie für die Branche versprechen.

Digitale Zwillinge können dazu dienen, die Kluft zwischen der physischen und der digitalen Welt zu überbrücken.
Digitale Zwillinge können dazu dienen, die Kluft zwischen der physischen und der digitalen Welt zu überbrücken.

Was ist ein digitaler Zwilling in der Fertigung?

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines physischen Vermögenswerts, Systems oder Prozesses. In der Fertigung dienen digitale Zwillinge als dynamische Echtzeitmodelle, die das Verhalten und den Zustand von realen Anlagen oder Prozessen widerspiegeln. Diese digitalen Modelle werden durch fortschrittliche Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (AI) und maschinelles Lernen (ML), die kontinuierlich Echtzeitdaten von ihren physischen Gegenstücken sammeln und analysieren.

Im Gegensatz zu statischen Modellen oder herkömmlichen Simulationen sind digitale Zwillinge dynamisch und ermöglichen es Herstellern, ihre Abläufe mit beispielloser Präzision zu überwachen, vorherzusagen und zu optimieren. Sie überbrücken die Lücke zwischen der physischen und der digitalen Welt und bieten umsetzbare Erkenntnisse, die zu fundierten Entscheidungen und transformativen Ergebnissen führen.

Ein präziser Anwendungsbereich ist die Laserscanning- und Reality-Capture-Branche, in der Industriezweige, insbesondere Fertigungsanlagen und -einrichtungen, auf Laserscandaten angewiesen sind, um vielseitige digitale Zwillinge zu erstellen, die wichtige Fertigungsprozesse und -anlagen visualisieren. 

Wie digitale Zwillingstechnologien die Produktion optimieren

1. Echtzeit-Überwachung und vorbeugende Wartung

Durch die Nutzung von IoT-Sensoren, die in physische Anlagen eingebettet sindermöglichen digitale Zwillinge die Erfassung von Echtzeitdaten zu Maschinenleistung, Temperatur, Vibration und anderen wichtigen Parametern. Anhand dieser Daten können Hersteller Anlagenausfälle vorhersehen, vorausschauende Wartung planen und ungeplante Ausfallzeiten reduzieren.

Ein digitaler Zwilling eines Fabrikroboters kann beispielsweise Nutzungsmuster analysieren und vorhersagen, wann ein Bauteil wahrscheinlich ausfallen wird, um rechtzeitige Reparaturen und einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

2. Prozess-Optimierung

Digitale Zwillinge bieten Herstellern eine virtuelle Umgebung, um verschiedene Produktionsszenarien zu simulieren und zu analysieren. Durch die Anpassung von Parametern im digitalen Modell können Hersteller Engpässe erkennen, Arbeitsabläufe optimieren und die Effizienz verbessern, ohne den eigentlichen Fertigungsprozess zu unterbrechen.  

Simulieren Sie die Kennzeichnung von Anlagen in einer virtuellen Umgebung, um die Bedingungen vor Ort sofort zu verstehen.
Simulieren Sie die Kennzeichnung von Anlagen in einer virtuellen Umgebung, um die Bedingungen vor Ort sofort zu verstehen.

Diese iterative Optimierung führt zu weniger Abfall, schnelleren Produktionszyklen und niedrigeren Betriebskosten.

3. Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Lieferkette

Lieferketten sind entscheidend für den Erfolg der Produktion, doch sie bleiben anfällig für Störungen. Digitale Zwillinge ermöglichen es Herstellern, ihre Lieferkettennetzwerke zu modellieren,potenzielle Störungen zu simulierenund Abhilfestrategien zu testen. Durch die Integration von Echtzeitdaten von Lieferanten, Logistik- und Bestandssystemen helfen digitale Zwillinge den Herstellern, die Flexibilität und Kontinuität ihrer Lieferketten aufrechtzuerhalten.

Schlüsselanwendungen von Digital Twins in der Fertigung

1. Produktdesign und -entwicklung

Digitale Zwillinge sind in der Designphase des Lebenszyklus eines Produkts von unschätzbarem Wert. Ingenieure können virtuelle Prototypen erstellen, um verschiedene Designs, Materialien und Fertigungstechniken zu testen, bevor sie sich für die physische Produktion entscheiden. Dieser Ansatz verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung und verbessert die Produktqualität, da potenzielle Fehler bereits in einem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses erkannt werden.

2. Optimierung der intelligenten Fabrik

Moderne Fertigungsanlagen verlassen sich zunehmend auf digitale Zwillingstechnologien, um den Status einer "intelligenten Fabrik" zu erreichen. Durch die Integration von digitalen Zwillingen mit IoT, KI und ML können Hersteller Produktionslinien in Echtzeit überwachen, den Energieverbrauch optimieren und den Durchsatz maximieren.  

Ein digitaler Zwilling eines gesamten Produktionsprozesses kann beispielsweise die Auswirkungen einer Anpassung der Maschinengeschwindigkeit oder einer Änderung des Materialeinsatzes simulieren und so schnellere und effizientere Entscheidungen ermöglichen.

Manchmal wird dies auch als Übergang zu einer virtuellen Fabrik Dabei können die Analysen und Abläufe virtuell um den bestehenden oder installierten Raum herum durchgeführt werden, so dass die Ingenieure, Konstrukteure, Manager und Koordinatoren wieder selbst entscheiden können, wie sie neue Entwürfe umsetzen oder überarbeiten oder Geräte und Maschinen aktualisieren.

Digitale Zwillinge können Teams dabei helfen, ihren Standort und die Standortbedingungen visuell zu verstehen, und ermöglichen es ihnen, tag Anlagen und Pipelines zu segmentieren, um intelligentere Entscheidungen über Werksüberholungen zu treffen.
Digitale Zwillinge können Teams dabei helfen, ihren Standort und die Standortbedingungen visuell zu verstehen, und ermöglichen es ihnen, tag Anlagen und Pipelines zu segmentieren, um intelligentere Entscheidungen über Werksüberholungen zu treffen.

3. Ausbildung und Sicherheit der Arbeitnehmer

Digitale Zwillinge schaffen immersive virtuelle Umgebungen, die die realen Produktionsbedingungen simulieren. Diese Simulationen werden verwendet, um Mitarbeiter zu schulen, Sicherheitsprotokolle zu vermitteln und Notfallszenarien zu testen. Durch die Bereitstellung einer risikofreien Schulungsplattform verbessern digitale Zwillinge die Bereitschaft der Mitarbeiter und verringern Arbeitsunfälle.

4. Nachhaltigkeit und Umweltauswirkungen

Digitale Zwillinge spielen eine entscheidende Rolle bei der Minimierung von Abfällen, der Senkung des Energieverbrauchs und der Verbesserung der Ressourceneffizienz, denn Nachhaltigkeit hat für Hersteller höchste Priorität. Sie ermöglichen es Herstellern, den Energieverbrauch zu verfolgen und zu optimieren, die Umweltauswirkungen von Produktionsprozessen zu bewerten und umweltfreundliche Produkte zu entwerfen. Durch die Umstellung auf digitale Zwillingsumgebungen werden auch die Auswirkungen von Reisen und potenziellen Sicherheitsrisiken für die Mitarbeiter verringert, so dass persönliche Besuche vor Ort ganz entfallen. Erfahren Sie wie BP seine Anlagen- und Wartungsprogramme umgestellt hat mit Hilfe von Cintoo auf nachhaltigere und sicherere Prinzipien umgestellt hat.

BP braucht nicht mehr persönlich vor Ort zu sein, wenn sie Pipelines und andere Geräte messen und mit Anmerkungen versehen können, um sofortige Ergebnisse zu erhalten.
BP braucht nicht mehr persönlich vor Ort zu sein, wenn sie Pipelines und andere Geräte messen und mit Anmerkungen versehen können, um sofortige Ergebnisse zu erhalten.

Die Rolle von KI und maschinellem Lernen bei digitalen Zwillingen

Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sind die Motoren, die digitale Zwillinge antreiben und sie in die Lage versetzen, riesige Mengen an Echtzeitdaten zu verarbeiten und daraus verwertbare Erkenntnisse abzuleiten. Diese Technologien ermöglichen es digitalen Zwillingen,:

Künftige Ergebnisse vorhersagen: Durch die Analyse von historischen und Echtzeitdaten können digitale Zwillinge Produktionstrends, Anlagenausfälle und Störungen in der Lieferkette vorhersagen.  

Ermöglicht autonome Entscheidungsfindung: Algorithmen des maschinellen Lernens versetzen digitale Zwillinge in die Lage, ohne menschliches Zutun Empfehlungen auszusprechen oder Aktionen auszuführen, z. B. die Anpassung von Maschineneinstellungen zur Leistungsoptimierung.  

Kontinuierliche Verbesserung: Digitale Zwillinge lernen aus neuen Daten und werden mit der Zeit intelligenter und genauer. Diese Selbstverbesserung stellt sicher, dass die Hersteller in einem sich ständig verändernden Markt die Nase vorn haben.

Digitale Zwillinge in die reale Welt integrieren

Damit die Hersteller das Potenzial des digitalen Zwillings voll ausschöpfen können, ist eine nahtlose Integration in bestehende Systeme und Prozesse unerlässlich.

Um ihre Vorteile voll auszuschöpfen, müssen sich digitale Zwillinge nahtlos in bestehende Systeme integrieren lassen. Sie sollten die realen Bedingungen für Bau-, Renovierungs- oder Wartungsprojekte widerspiegeln. So können die Teams jederzeit und überall auf der Welt zusammenarbeiten.

Mit Cintoo können Sie unbegrenzt Scandaten hochladen, um eine nahtlose Navigations- und Visualisierungserfahrung zu schaffen. Dank einer netzbasierten Engine kann Cintoo 3D-Scandaten in hochwertigen Netzen streamen, ohne dass die Genauigkeit beeinträchtigt wird. So können Ihre Teams in einer Umgebung arbeiten, die es Ihnen ermöglicht, einen digitalen Zwilling mit autonomen Programmen zu erstellen.

Ein Teil der Schönheit von Cintoo liegt in der Art der webbasierten, leicht konfigurierbaren Anwendung, die es ist. Cintoo arbeitet mit beliebigen Scandaten, einschließlich 3D-Modellen aus Programmen wie BIM/CAD . So können Sie bei Bedarf messen und beschriften, Modelle an realen Bedingungen ausrichten und Kollisionen oder Fehler nahtlos erkennen.

Werkzeuge wie Cintoo's Vergleichstool ermöglicht es Ihnen, zwischen den Ansichten des Ist-Zustands allein oder mit der modellierten Ausrüstung an Ort und Stelle hin- und herzuschalten. Mit Teleportation, einem weiteren Tool, mit dem Sie an jede beliebige Position in Ihren Scandaten springen können, ist es kein Problem, sich in die Nähe zu begeben.

Das Cintoo-Vergleichstool in Aktion - Vergleich zwischen dem Ist-Zustand und den modellierten Bedingungen.
Das Cintoo-Vergleichstool in Aktion - Vergleich zwischen dem Ist-Zustand und den modellierten Bedingungen.

Die KI-Klassifizierung ist entscheidend für die Herstellung digitaler Zwillinge. Dank integrierter KI können Sie mehr mit Daten machen. Klassifizieren Sie in Cintoo zum Beispiel schnell Ausrüstungsgegenstände wie Fangvorrichtungen und Pipelines. Dazu gehört auch die Segmentierung ganzer Pipelines an einem Standort.

All dies deutet darauf hin, dass digitale Zwillinge in der Fertigung von Natur aus für die Simulation von Bedingungen in der realen WeltDas bedeutet, dass andere Tools dabei helfen, mehr Leistung aus den Daten zu ziehen und mit ihnen zusammenzuarbeiten.

Herausforderungen und Chancen

Obwohl digitale Zwillinge immense Vorteile bieten, ist ihre Einführung nicht ohne Probleme. Hohe anfängliche Investitionskosten, die Komplexität der Datenintegration und Bedenken hinsichtlich der Cybersicherheit sind häufige Hürden. Diese Herausforderungen werden jedoch durch die langfristigen Vorteile einer gesteigerten Effizienz, geringerer Kosten und verbesserter Innovation aufgewogen.  

Digitale Zwillinge markieren einen Paradigmenwechsel in der Fertigung. Sie helfen Unternehmen, von reaktiven zu proaktiven, datengesteuerten Entscheidungen überzugehen. Virtuelle Nachbildungen physischer Anlagen ermöglichen die Überwachung in Echtzeit. Hersteller können Szenarien simulieren und fundierte Entscheidungen treffen. Dadurch wird die Produktion optimiert und die Lieferkette gestärkt.

Letztendlich ermöglichen die digitalen Zwillinge den Herstellern, die Lücke zwischen der physischen und der digitalen Welt zu schließen und sicherzustellen, dass jeder Aspekt des Produktionsprozesses so effizient, zuverlässig und innovativ wie möglich ist. Diese leistungsstarke Technologie ist nicht nur ein Werkzeug zur Optimierung - sie ist ein Eckpfeiler der Zukunft der Fertigung.

Für weitere Einblicke laden Sie unser umfassendes E-Book über digitale Zwillinge in der Fertigung herunter.

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