Use Cases für digitale Zwillinge: Welche sind die wichtigsten

Der digitale Zwilling findet Anwendung in zahlreichen Branchen und bringt erhebliche Vorteile. Entdecken Sie mehr über die Hauptanwendungsgebiete und die damit verbundenen Use Cases.

Die Digital Twin-Technologie wird in verschiedenen Branchen immer häufiger eingesetzt und findet Anwendung in verschiedenen Anwendungsfällen. Wie bekannt ist, handelt es sich bei einem digitalen Zwilling um eine digitale Replik physischer Entitäten wie Gebäude, Geräte, Güter, Prozesse oder Systeme, die Entscheidungsprozesse auf der Grundlage des Modells unterstützt. Digitale Zwillinge verändern die Arbeitsweise in verschiedenen Branchen, in denen sie unterschiedliche Anwendungsfälle finden. Die Kenntnis dieser Anwendungen kann dazu beitragen, digitale Zwillinge in verschiedenen Prozessen zu implementieren. Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungsgebiete und Use Cases für den Digital Twin genauer untersucht.

Welche sind die wichtigsten Anwendungsbereiche des Digital Twins?

Das Potenzial und die Besonderheit des digitalen Zwillings sind so groß, dass er in mehr Bereichen eingesetzt werden kann, als man sich vorstellen kann. Um einen Überblick zu geben und die wichtigsten Anwendungsfälle des Digital Twin zusammenzufassen, können wir Folgendes nennen:

Luft- und Raumfahrtindustrie: In diesem Bereich spielen digitale Zwillinge eine entscheidende Rolle im Entscheidungs- und Technologieprozess während des gesamten Projektlebenszyklus, von der Planung bis zur Projektüberwachung;
Automobilbranche: Mit digitalen Zwillingen werden Design-Hypothesen simuliert, potenzielle Probleme und Fehlfunktionen identifiziert, bevor sie auftreten, oder Hypothesen für autonomes Fahren simuliert;
Energiewirtschaft: Digitale Zwillinge sind integriert mit IoT-Technologien, künstlicher Intelligenz und Echtzeit-3D-Modellierung, um die Energieleistung aus der Ferne und in Echtzeit zu verwalten;
Militär/Verteidigung: In diesem Bereich erhöhen digitale Zwillinge die Sicherheit und Effizienz von Operationen durch gemeinsame Visualisierung in Echtzeit, Modellierung und Simulation von Waffen und Fahrzeugen, Ausbildung und forensische Kontrolle fremder Umgebungen;
Bergbauindustrie: Digitale Zwillinge tragen erheblich zur Effizienz und Sicherheit des Bergbaubetriebs bei und werden für die vorausschauende Wartung, das Monitoring der unterirdischen Sicherheit und die Schulung in der erweiterten Realität eingesetzt;
Öl- und Gasindustrie: Die Öl- und Gasindustrie hat seit Jahren Cloud-Nutzung und kollaborative Plattformen, erweiterte Simulation und Virtual Reality sowie Tests virtueller Systeme implementiert. All diese Technologien ergänzen sich gut mit digitalen Zwillingen;
Fertigungsindustrie: In dieser Branche verbreitet sich die Idee, dass die Verwendung des Digital Twin und der damit verbundenen Technologien der Beginn einer neuen industriellen Revolution sein kann, die eine revolutionäre Produktgestaltung und immersive Planungssimulationen einschließt;
Vertriebskette: In dieser Branche haben sich die Anwendungen von Digital Twins für Echtzeitdaten als einer der Eckpfeiler erwiesen, der den Erfolg eines Unternehmens bestimmt. Aspekte wie die Echtzeit-Überwachung der Sicherheit von Lageroperationen, die Echtzeit-Visualisierung des Logistiknetzes und die Lagerplanung werden dadurch verbessert.

Digital Twin in der Baubranche: Was sind die Hauptanwendungsfälle?

Besondere Erwähnung verdient der Einsatz des Digital Twin in der AECO-Branche (Architecture, Engineering, Construction and Operation). In dieser Branche findet der Digital Twin umfassende Anwendung und Nutzung in allen Phasen des Lebenszyklus des Assets, von der Planung bis zur Instandhaltung.

Im Baubereich findet der digitale Zwilling im Detail umfassenden Raum und nützliche Anwendungen für:

Infrastrukturprojekte;
Architekturplanung;
Echtzeit-Simulationen;
Vorausschauende Instandhaltung.

Verwendung des Digital Twins für Infrastrukturprojekte

Die Verwendung des digitalen Zwillings in Infrastrukturprojekten ermöglicht die Nachbildung des Verhaltens und der Merkmale einer Infrastruktur und deren dynamische Einbettung in ihre Umgebung.

Der Digital Twin, der auf Infrastrukturen angewendet wird, trägt dazu bei, sie intelligenter und nachhaltiger zu gestalten. Stadtplaner können interaktive Modelle verwenden, die mit innovativen Technologien wie dem „Internet of Things“ (IoT), dem Geographic Information System (GIS) und der künstlichen Intelligenz (AI) integriert sind, um die Mobilität, den Verkehrsfluss und die klimatischen und Umweltauswirkungen der Städte zu simulieren. In diesem Bereich gibt es viele Anwendungsfälle des Digital Twins, die wichtigsten sind:

Verkehrsüberwachung in Echtzeit;
3D-Simulation der Stadtplanung;
Sicherheitsüberwachung in Echtzeit;
Verwaltung des CO2-Fußabdrucks von Gebäuden.

Infrastruktureller Digital Twin

Verwendung des Digital Twins in der architektonischen Gestaltung

Die Architekturbranche ist diejenige, die am ehesten mit der Verwendung des digitalen Zwillings assoziiert wird. In dieser Branche wird der Digital Twin für die digitale Nachbildung von Architekturprojekten und insbesondere um:

verschiedene Entwurfshypothesen zu simulieren;
Probleme und Fehlfunktionen in einem frühen Stadium zu erkennen;
intelligente Gebäude zu entwerfen;
Augmented Reality zu implementieren;
Modelle zusammenzuführen und Analysen von Hard Clash und Soft Clash durchzuführen;
die Sicherheit auf der Baustelle zu erhöhen;
eine genaue Analyse und Vorhersage der Projektdauer und -kosten zu erhaltn.

Verwendung des Digital Twins für Echtzeitsimulationen

Durch die Kombination der Leistungsfähigkeit des digitalen Zwillings, der treuen Wiedergabe des Assets, und der modernsten Überwachungs- und Kommunikationstechnologien zwischen physischem und digitalem Modell ist es möglich Echtzeit-Simulationen und -Überwachungen des physischen Objekts zu erhalten. Dadurch können beispielsweise der Bauprozess detailliert überwacht und Zeiten und kritische Punkte analysiert werden.

Verwendung des Digital Twins für die vorausschauende Wartung

Besondere Aufmerksamkeit sollte den Vorteilen geschenkt werden, die sich aus der Verwendung des digitalen Zwillings im Wartungsbereich ergeben. Dank der treuen digitalen Darstellung unseres Vermögens ist es möglich, eine vorausschauende Wartung (PdM) durchzuführen, die auch international als „Predictive Maintenance“ bezeichnet wird.

Stellen Sie sich vor, Sie haben Zugriff auf den digitalen Zwilling Ihres Vermögens und können daher schnell auf Informationen zu jedem seiner Teile zugreifen, auch von remote und in Echtzeit. Es wird viel einfacher sein, die Leistung und den Zustand der Ausrüstung und der verschiedenen Teile des Vermögens zu überwachen, auch von mobilen Geräten aus und mit spezieller Digital Twin Software, um mögliche Anomalien und/oder Defekte zu sammeln, zu analysieren und zu identifizieren, so dass sie „vor dem Auftreten möglicher Störungen“ behoben werden können.

Mit anderen Worten, ermöglicht der Digital Twin die Echtzeitüberwachung seines physischen Gegenstücks durch die Verwendung von IoT-Sensoren und die Aufzeichnung genauer Daten, die dann in speziellen Facility-Management-Softwares implementiert werden, um „Störungen vorherzusagen und die richtigen Instandhaltungsstrategien umzusetzen“.

Der Digital Twin für die vorausschauende Wartung

Wie nutzt man die Technologie der Digital Twins in Bauprojekten?

Der Digital Twin kann in den frühen Phasen des Prozesses implementiert werden, noch bevor die Baustelle gestartet wurde, und dann aktualisiert und für alle folgenden Phasen des Lebenszyklus des Vermögens weiterverwendet werden.

Im Fokus der Bauaspekte kann der digitale Zwilling in der ersten Planungsphase bei der Entscheidungsfindung für verschiedene Vertriebs- und technische Hypothesen unterstützen. Diese Unterstützung bei den Entscheidungen dauert eigentlich auch noch an, nachdem die Baustelle bereits gestartet wurde. Oft müssen Änderungen während der Arbeit durchgeführt werden. Um sicherzustellen, dass die richtige Wahl getroffen wird und um mögliche Auswirkungen eines spezifischen Wechsels auf das Gesamtprojekt zu kennen, wird die Änderung und ihre Auswirkungen auf den digitalen Zwilling bewertet, bevor sie sich auf das physische Gegenstück auswirkt.

Die Verwendung des Digital Twins zur Vorab-Erkennung von Kollisionen ist ebenfalls nicht zu unterschätzen. Dank des Einsatzes von BIM und des digitalen Zwillings können mögliche Interferenzen zwischen architektonischen, strukturellen und TGA-Modellen bereits vor Baubeginn erkannt werden, was Zeit und Geld spart, die sonst für die Identifizierung von Interferenzen in der Ausführungsphase erforderlich wären.

Sobald die Baustelle begonnen hat, können Bauunternehmen mit dem digitalen Zwilling die Bauarbeiten in Echtzeit überwachen und feststellen, ob sie im geplanten Zeitrahmen, auf die geplante Weise und innerhalb des vorgesehenen Budgets voranschreiten. Die vom Digital Twin gesammelten Daten können dann zur Planung und Gestaltung zukünftiger, effizienterer und nachhaltigerer Gebäude verwendet werden.

Es ist klar, dass der Digital Twin ein so leistungsfähiges Instrument ist, das in vielen Bereichen der AECO-Branche zahlreiche Vorteile bringt. Deshalb ist es nützlich eine Digital Twin Software auszuprobieren, um die unglaublichen positiven Auswirkungen dieser Technologie selbst zu bewerten.