Diese Arbeit hat das Ziel, eine Definition des digitalen Zwillings, auch digital Twin genannt, aufzustellen. Darauf aufbauen wird der technische Hintergrund erläutert sowie der aktuelle Status quo ermittelt. Ebenfalls sollten die Voraussetzungen für dessen Einsatz aufgezeigt werden. Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit dem Produktlebenszyklus Management, kurz PLM. Welche Voraussetzungen sind für die Implementierung notwendig und welche Phasen beinhaltet dieses. Auch soll ein kurzer Blick auf zukünftige Veränderungen durch den digitalen Umbruch geworfen werden.
Die sog. vierte industrielle Revolution ist geprägt von den Schlagwörtern disruptive Technologien und Digitalisierung. Im Vordergrund steht hierbei die Vernetzung zwischen Objekten und Menschen auf verschiedenen Ebenen. Auch bekannt unter Industrie 4.0 erlebt die Arbeitswelt einen Wandel, den es als Unternehmen gilt mitzugestalten und umzusetzen. Hierbei stellt vor allem das Internet of Things aufgrund der großen, verfügbaren Menge von Daten, die Branche vor vermeintlich unlösbaren Herausforderungen. Oft werden diese zwar erhoben, jedoch nicht vollumfänglich genutzt. Als Lösung, vor allem im Bereich des Produktlebenszyklus Managements, soll hier der digitale Zwilling helfen. Dabei ist vielen Unternehmen die große Brandbreite an Einsatzmöglichkeiten nicht bewusst.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Theoretischer Hintergrund
2.1 Digitaler Zwilling
2.1.1 Definition und technische Voraussetzungen
2.1.2 Aktueller Status Quo und Herausforderungen
2.2 Produktlebenszyklus Management
2.2.1 Definition und Kernkompetenzen
2.2.2 Phase des Produktlebenszyklus
2.2.3 Wandel des Produktlebenszyklus Management in der Industrie 4.0
3 Das Produktionslebenszyklusmanagement
3.1 Einsatzbereiche des digitalen Zwillings entlang des Produktlebenszyklus
3.2 Anwendungsbeispiele
3.2.1 Siemens – Smart Factory
3.2.2 Detecon – Immobilienmanagement
3.3 Chancen und Risiken
3.3.1 Vorteile des digitalen Zwillings
3.3.2 Herausforderungen bei der Implementierung
4 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Projektarbeit untersucht, inwiefern der digitale Zwilling als revolutionäres Instrument für das Produktlebenszyklus Management (PLM) im Kontext von Industrie 4.0 fungieren kann, wobei der Fokus auf der Identifikation von Anwendungsgebieten und dem Potenzial zur Prozessoptimierung liegt.
- Grundlagen und technische Definition des digitalen Zwillings
- Struktur und Wandel des PLM durch die digitale Transformation
- Einsatzmöglichkeiten des digitalen Zwillings entlang verschiedener Lebenszyklusphasen
- Praktische Fallbeispiele zur erfolgreichen Implementierung (u.a. Siemens, Detecon)
- Analyse der strategischen Chancen und operativen Herausforderungen bei der Einführung
Auszug aus dem Buch
Einsatzbereiche des digitalen Zwillings entlang des Produktlebenszyklus
Der digitale Zwilling bietet die Möglichkeit in jeder einzelnen Phase des Produktlebenszyklus, welche in Kapitel 2.2.2 vorgestellt wurden, einzusetzen.
Betrachten wir den ersten Schritt der Anforderungsdefinition, Produktplanung und Entwicklung, welche zu einem Baustein zusammengeführt werden können, besteht hier schon die erste Einsatzmöglichkeit. In diesen Phasen wird die Basis für das spätere Produkt geschaffen. Durch die digitale Version des späteren physischen Produktes können nun alle zukünftigen Eigenschaften erstellt und getestet werden. Welchen äußeren Widerständen muss das Produkt standhalten, wie soll das Design aussehen und welche Funktionen sind hilfreich? Zudem können mechanische Bauteile virtuell installiert und auch elektronische Komponenten eingefügt werden. Der dadurch entstandene digitale Zwilling kann nun die gewünschten Anforderungen abbilden. Darauf aufbauend kann die Simulation nun ausreichend stattfinden und geprüft werden. Durch die automatische Zusammenführung aller relevanter Informationen, ist das Produkt bereits in dieser frühen Phase weniger fehleranfällig und kann schneller physisch umgewandelt werden. Der in dieser Phase entstandene Zwilling kann nun über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg optimiert, angepasst und prognostizierend verwendet werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die vierte industrielle Revolution ein und definiert die Problemstellung sowie das Ziel der Untersuchung bezüglich des digitalen Zwillings im Produktlebenszyklus Management.
2 Theoretischer Hintergrund: Hier werden die begrifflichen Grundlagen zum digitalen Zwilling und zum Produktlebenszyklus Management dargelegt sowie der Wandel durch die Industrie 4.0 erörtert.
3 Das Produktionslebenszyklusmanagement: Dieses Kapitel analysiert die konkreten Einsatzmöglichkeiten des digitalen Zwillings in verschiedenen Phasen, untermauert durch Praxisbeispiele sowie eine Chancen-Risiken-Abwägung.
4 Zusammenfassung und Ausblick: Der Abschluss fasst die wesentlichen Erkenntnisse zusammen und wagt einen Blick auf die zukünftige Bedeutung der Technologie für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen.
Schlüsselwörter
Digitaler Zwilling, Industrie 4.0, Produktlebenszyklus Management, PLM, Digitale Transformation, Simulation, Prozessoptimierung, Datenaustausch, Smart Factory, Produktentwicklung, Effizienzsteigerung, Implementierung, Wertschöpfungskette, IoT, Automatisierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potenzial des digitalen Zwillings als treibende Kraft für die Transformation und Optimierung des Produktlebenszyklus Managements (PLM) im modernen industriellen Umfeld.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der technologischen Definition, der Integration in bestehende IT-Infrastrukturen, der praktischen Anwendung in der Industrie sowie der Bewertung von wirtschaftlichen Vorteilen und Hürden.
Was ist die primäre Forschungsfrage?
Die zentrale Frage lautet, ob der digitale Zwilling als Revolution für das Produktlebenszyklus Management betrachtet werden kann und in welchen Bereichen er den höchsten Nutzen stiftet.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche, der Analyse aktueller Studien (z.B. vom Fraunhofer Institut) sowie der Untersuchung von Fallbeispielen renommierter Unternehmen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die theoretischen Grundlagen des PLM vertieft, Einsatzszenarien für digitale Zwillinge über den gesamten Produktlebenszyklus skizziert und eine kritische Analyse der Chancen und Herausforderungen durchgeführt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Digitaler Zwilling, PLM, Industrie 4.0, Prozessoptimierung, Simulation und digitale Transformation.
Wie unterscheidet sich der digitale Zwilling von einem reinen Modell?
Im Gegensatz zu einem statischen Modell zeichnet sich der digitale Zwilling durch die Echtzeit-Verknüpfung mit dem physischen Objekt und einen bidirektionalen Datenaustausch aus.
Welche Rolle spielt der Datenschutz bei der Implementierung?
Der Datenschutz ist ein zentrales Hindernis, da die Erstellung und Analyse sensibler Daten Sicherheitsrichtlinien erfordert, die über die bestehende DSGVO hinausgehen müssen.
Warum ist das Werk in Amberg als Beispiel angeführt?
Das Siemens-Werk in Amberg gilt als Paradebeispiel für eine Smart Factory, da dort 75% des Werks durch die Vernetzung von Robotern, Maschinen und Menschen optimiert wurden.
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- Yvonne Berentroth (Author), 2021, Der digitale Zwilling in der Produktion. Eine Revolution für das Produktlebenszyklus-Management?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1128916
