1 EINLEITUNG
1.1 MOTIVATION
1.2 ZIELSTELLUNG UND FORSCHUNGSFRAGE
1.3 METHODIK UND VORGEHEN
2 GRUNDLAGEN
2.1 DIGITAL TWINS
2.1.1 Evolution und Konzept von Digital Twins
2.1.2 Architektur von Digital Twins
2.1.3 Kommunikation von Digital Twins
2.1.4 Sensoren und Aktuatoren
2.2 DEMONSTRATOR
2.2.1 Modell
2.2.2 Simulation
2.2.3 Prototyping
2.2.4 Zusammenfassung der Erkenntnisse
2.3 VORGEHENSMODELL
2.3.1 Allgemeine Einordnung und Abgrenzung
2.3.2 Relevante Arten von Vorgehensmodellen
3 ENTWICKLUNG DES ARTEFAKTS
3.1 ANALYSE EXISTIERENDER ANSÄTZE
3.2 ABLEITUNG VON ANFORDERUNGEN AN DAS VORGEHENSMODELL
3.3 SYSTEMATISCHE ENTWICKLUNG EINES EINHEITLICHEN VORGEHENSMODELLS
4 EVALUATION
4.1 DEMONSTRATION DES ARTEFAKTS
4.2 EVALUATION DES ARTEFAKTS
5 SCHLUSSBETRACHTUNG
5.1 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE
5.2 KRITISCHE WÜRDIGUNG
5.3 AUSBLICK
Diese Arbeit konzentriert sich auf die Funktionalität des digitalen Zwillings, den aktuellen Status des physischen Zwillings darzustellen, was durch dessen Datenerfassung ermöglicht wird. Dazu soll im Kern der Arbeit ein Demonstrator entwickelt werden, der die Wirkungsweise und Funktionsweise von Digital Twins demonstriert und veranschaulicht. Es ist eine Methode für die Entwicklung von Digital Twins als Demonstratoren zu entwickeln, in deren Rahmen ein konkreter Digital Twin implementiert wird. Daraus ergibt sich folgende Forschungsfrage, die im Rahmen dieser Masterarbeit untersucht werden soll: Wie kann ein Vorgehensmodell gestaltet sein, das die Entwicklung eines Digital-Twin-Demonstrators beschreibt?
Als Methode zur Beantwortung der Forschungsfrage wird der wissenschaftliche Ansatz der ‚Design-Science-Research‘ verwendet, der unter anderem von March und Smith (1995) sowie Hevner et al. (2004) beschrieben wird. Nach Hevner et al. (2004) befasst sich die Design Science mit der Forschung durch die Entwicklung und Bewertung von Artefakten, die den identifizierten Unternehmensbedarf decken sollen. Braun et al. sind der Auffassung, dass nach dem Ansatz der Grundlagenforschung die Methodenkonstruktion eindeutig Teil der Design Science ist. Damit belegen sie, dass die Konzeption eines Vorgehensmodells, so wie es im Rahmen dieser Arbeit entwickelt werden soll, als denkbares Artefakt dieser Herangehensweise wahrzunehmen ist. Neben den von Hevner et al. (2004) veröffentlichen Richtlinien zur Design-Science-Research orientiert sich diese Masterarbeit an dem Vorgehensmodell von Peffers et al. (2006).
Inhaltsverzeichnis
- EINLEITUNG
- MOTIVATION
- ZIELSTELLUNG UND FORSCHUNGSFRAGE
- METHODIK UND VORGEHEN
- GRUNDLAGEN
- DIGITAL TWINS
- Evolution und Konzept von Digital Twins
- Architektur von Digital Twins
- Kommunikation von Digital Twins
- Sensoren und Aktuatoren
- DEMONSTRATOR
- Modell
- Simulation
- Prototyping
- Zusammenfassung der Erkenntnisse
- VORGEHENSMODELL
- Allgemeine Einordnung und Abgrenzung
- Relevante Arten von Vorgehensmodellen
- ENTWICKLUNG DES ARTEFAKTS
- ANALYSE EXISTIERENDER ANSÄTZE
- ABLEITUNG VON ANFORDERUNGEN AN DAS VORGEHENSMODELL
- SYSTEMATISCHE ENTWICKLUNG EINES EINHEITLICHEN VORGEHENSMODELLS
- EVALUATION
- DEMONSTRATION DES ARTEFAKTS
- EVALUATION DES ARTEFAKTS
- SCHLUSSBETRACHTUNG
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE
- KRITISCHE WÜRDIGUNG
- AUSBLICK
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Masterarbeit befasst sich mit der systematischen Entwicklung eines Digital-Twin-Demonstrators für die Fertigungsindustrie. Ziel ist es, ein Vorgehensmodell zu entwickeln, das die Erstellung und Implementierung von Digital Twins in industriellen Umgebungen effizient und effektiv ermöglicht. Die Arbeit untersucht die verschiedenen Aspekte der Digital-Twin-Technologie, von der Architektur und Kommunikation bis hin zur Verwendung von Sensoren und Aktuatoren. Darüber hinaus werden verschiedene Vorgehensmodelle analysiert, um ein optimiertes Modell für die Entwicklung von Digital Twins in der Praxis zu erstellen.
- Entwicklung eines Digital-Twin-Demonstrators
- Systematische Entwicklung eines Vorgehensmodells für die Erstellung von Digital Twins
- Analyse der Architektur und Kommunikation von Digital Twins
- Integration von Sensoren und Aktuatoren in Digital Twins
- Evaluation des entwickelten Vorgehensmodells und des Demonstratoren
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Motivation für die Untersuchung von Digital Twins in der Fertigungsindustrie erläutert. Anschließend werden die Zielsetzung und die Forschungsfrage der Arbeit definiert, sowie die Methodik und das Vorgehen beschrieben.
Das zweite Kapitel befasst sich mit den Grundlagen von Digital Twins. Es werden die Evolution und das Konzept von Digital Twins sowie die Architektur und Kommunikation von Digital Twins erläutert. Der Abschnitt behandelt auch die Rolle von Sensoren und Aktuatoren in der Digital-Twin-Technologie. Darüber hinaus wird der Demonstrator vorgestellt, der im Rahmen der Arbeit entwickelt wurde.
Kapitel drei widmet sich der Entwicklung des Artefakts, d.h. des entwickelten Vorgehensmodells. Es werden bestehende Ansätze analysiert und Anforderungen an das Vorgehensmodell abgeleitet. Abschließend wird das Vorgehensmodell systematisch entwickelt.
Das vierte Kapitel beschreibt die Evaluation des entwickelten Artefakts. Es wird eine Demonstration des Demonstratoren durchgeführt und das Artefakt evaluiert.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit den Themen Digital Twins, Fertigungsindustrie, Systematische Entwicklung, Vorgehensmodell, Demonstrator, Architektur, Kommunikation, Sensoren, Aktuatoren, Evaluation.
- Citation du texte
- Boran Bogdanow (Auteur), 2020, Digital Twins in der Manufacturing Industry. Systematische Entwicklung eines Digital Twin Demonstrators, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1022187
