Digitaler Zwilling

Neue Wege zur Nachhaltigkeit und Ressourcenoptimierung

Homologation Steuergeräte Autoabbildung

Abb. 1: Definition und Dimensionen des Digitalen Zwillings

Anwendungsfälle  des Digitalen Zwillings auf Nachhaltigkeit

Abbildung 2: Anwendungsfälle und Einfluss des Digitalen Zwillings auf Ökologie, Ökonomie und Soziales

Erhöhung der Produktwertschöpfung durch konsequente Wartung und Wiederverwendung

Durch die 1:1 Relation zwischen dem realen Produkt und dem Digitalen Zwilling ist ein produktspezifisches Monitoring möglich. Basierend auf Daten aus der tatsächlichen Nutzung ist es möglich, genaue Aussagen über den Verschleiß und die Lebensdauer des Produktes oder seiner Komponenten zu treffen. Es kann der individuell exakte Zeitpunkt ermittelt werden, an dem eine Reparatur oder der Austausch einer Komponente nötig wird. Damit werden die Ressourcen geschont, in dem die Nutzungszeit des Produktes verlängert wird. Sollte ein Produkt nicht mehr einsatzfähig sein, ist es möglich, Teile oder Komponenten zu extrahieren, um sie als Ersatzteile in anderen Produkten wiederzuverwenden. Durch den Digitalen Zwilling liegen Daten zur Nutzungshistorie vor. Diese lassen eine Bewertung zu, inwiefern das spezifische Bauteil sicher wieder in einem anderen Produkt eingesetzt werden kann. Durch Simulation kann die „Second Life“ Nutzung abgesichert und gegebenenfalls durch Garantiezertifikate bestätigt werden. Werden Daten aus der Supply Chain und Fertigung des Produktes berücksichtigt, kann zum Beispiel der Ressourceneinsatz oder CO2-Footprint ermittelt werden und als Verkaufsargument dienen.

 

Reduktion des CO2-Footprints durch transparente Prozesse entlang der Supply Chain

Mit einem Digitalen Zwilling lassen sich auch Prozesse wie die Supply Chain digital abbilden. Von den Rohstoffen über Lieferanten und Sub-Lieferanten bis zu den Distributoren und Transportwegen wird die Supply Chain End-to-End digital erfasst. Nicht zu vernachlässigen ist die Erfassung und Verwaltung von Verpackungsmittel. Mit Digitalen Zwillingen lassen sich Verpackungsmittel transparent rückverfolgen. Durch die Transparenz über die Verpackungsmittel lässt sich ein hoher Anteil recyceln, was wiederum die Ressourcen schont. Auf Basis des Digitalen Zwillings ist es nicht nur möglich, frühzeitig Lieferengpässe zu identifizieren oder die Transportkosten zu optimieren. Es besteht auch die Möglichkeit, die Lieferkette nach Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit auszulegen. Damit kann ein energie- und emissionsoptimiertes Liefermodell identifiziert werden, welches den CO2-Footprint eines Produktes reduziert. Um die manipulationssichere Erfassung und Verwaltung von CO2-Daten entlang der Lieferkette sicherzustellen, kommt der Digitale Zwilling in Kombination mit Blockchain zum Einsatz.  

 

Optimale Ressourcennutzung in der Produktion durch den Digitalen Zwilling

Viele Unternehmen stehen vor der Herausforderung, ihre Produktion nachhaltiger zu gestalten. Dazu gehört eine effiziente Ressourcennutzung genauso wie eine Optimierung der Emissionen. Zunächst gilt es, eine exakte digitale Abbildung von physischen Anlagen und Fertigungslinien als Digitaler Zwilling zu schaffen. Damit können die Einstellung der Maschinen realitätsnah simuliert und optimiert werden. Ein großer ökologischer Vorteil, der durch den Einsatz der Digitalen Zwillinge entsteht, ist die Überwachung bzw. Steuerung der Produktionsanlagen in Bezug auf eine optimale Ressourcennutzung. Damit wird zum Beispiel eine automatisierte Reduzierung von Verschwendungen oder Leerlaufzeiten möglich. Die nächste große Entwicklungsstufe wird sein, dass Entscheidungen im Produktionsprozess selbstständig durch einen Digitalen Zwilling getroffen und umgesetzt werden. Diese Einschätzung teilen in unserer Studie nur sechs Prozent der Befragten.

 

Zusammenfassung und Schlussfolgerung

Unsere Studie zeigt, dass der Digitale Zwilling zunehmend Bedeutung in der Nachhaltigkeitsbewertung gewinnt. Es gibt Anwendungsfälle im Produkt, Prozess und der Produktion zur nachhaltigen Ressourcennutzung. Bei der Erfassung und Bewertung der Daten für die Nachhaltigkeitsbewertung müssen die Aufgabenstellung und das Zielbild im Fokus stehen. Ansonsten besteht die Gefahr, dass der Aufwand für die Datenbereitstellung den erwarteten Nutzen übersteigt. Sie wissen nicht, ob sich eine Nachhaltigkeitsbewertung für Sie und Ihr Unternehmen lohnt? Dann helfen wir Ihnen gerne weiter.

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