Virtuelle 3D-Welten sind schon länger Teil unseres Alltags – sei es in Computerspielen oder in Filmen. Was im ersten Moment fremd erscheint, wird plötzlich erlebbar. Diesen Aspekt machen sich immer mehr Unternehmen zunutze und erstellen digitale Abbildungen realer Objekte. Virtuelle Zwillinge von Bauteilen, Produkten, Fertigungsmaschinen oder ganzer Produktionsanlagen sind komplexe Konstrukte, die mit Daten aus der realen Welt gespeist werden. Ziel ist es, die Simulation so lebensecht wie möglich durchzuführen, um Rückschlüsse auf das spätere reale Abbild ziehen zu können. Damit haben sie das Potenzial, die Art und Weise, wie Produkte entwickelt und produziert werden, zu revolutionieren.

Viele Unternehmen setzen in der Produktentwicklung weiterhin auf die Validierung von Simulationen in der realen Welt. Allerdings ermöglicht es der virtuelle Zwilling, die gesamte Wertschöpfungskette eines Produkts – von der Entwicklung über die Produktion bis zum Betrieb und Recycling – unter realistischen Bedingungen zu simulieren und zu analysieren. So ist es auch möglich, gesamte Lieferketten und Materialflüsse am Computer ganzheitlich abzubilden. Störungen in der Supply Chain lassen sich dadurch rechtzeitig identifizieren sowie optimieren und Lieferengpässe vermeiden.

Gebündelt werden diese Informationen auf einer Datenplattform im Hintergrund, wie der 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes. Damit lässt sich bereits in den ersten Entwicklungsschritten das Produkt auf Herz und Nieren untersuchen und somit die Entwicklungszeit entscheidend verkürzen. Zudem können Mitarbeiter aus verschiedenen Abteilungen und an unterschiedlichen Unternehmensstandorten parallel an der Entwicklung eines Produkts arbeiten und jederzeit Anpassungen vornehmen. Fachwissen aus den unterschiedlichsten Bereichen wird gebündelt.

Im virtuellen Testlabor

Ein erheblicher Zeit- und Kostenfaktor in der Produktentwicklung ist die Durchführung physischer Tests. Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, halten viele Unternehmen nach wie vor am klassischen, physischen Prototyping fest. Dies kostet nicht nur Zeit und Geld, sondern verbraucht auch zusätzlich wertvolle Ressourcen. Nach dem Test landen diese Prototypen, so wie auch Ausschussware aus der Produktion oft im Abfall. Mithilfe eines virtuellen Zwillings werden diese Testszenarien in den virtuellen Raum verlagert und Prototypen auf ein absolutes Minimum reduziert. Das Produkt lässt sich ausführlich digital testen sowie etwaige Fehler in Echtzeit analysieren. Dank direkter Verknüpfung mit einer Simulationssoftware sind Korrekturen umgehend möglich. Durch die gewonnene Zeitersparnis erreichen Produkte viel schneller die Marktreife. Gleichzeitig werden in großem Maß Ressourcen geschont und somit Herstellungsprozesse nachhaltiger.

Nach der Entwicklung ist noch lange nicht Schluss. Die digitale Durchgängigkeit von Daten ermöglicht es, ein physisches Produkt entlang des gesamten Produktlebenszyklus zu begleiten, Anpassungsmöglichkeiten schneller zu erkennen und umzusetzen. Optimierungen eines Produkts werden etwa notwendig, wenn sich Kundenbedürfnisse verändern, neue Einsatzszenarien entstehen oder es auf neue Umwelteinflüsse angepasst werden muss. Da sämtliche Daten in der virtuellen Welt gespeichert sind, können Entwickler unmittelbar auf die gesamten Konstruktionsdaten zugreifen und Anpassungen im laufenden Betrieb vornehmen. So ist es sogar möglich, im Gespräch vor Ort beim Kunden erste Änderungen vorzustellen. Hersteller bleiben agil und können ihr Produkt flexibel und zeitnah den neuen Marktgegebenheiten anpassen.

Beispiel aus der Praxis

Virtuelle Zwillinge existieren längst nicht nur von Produkten. Auch ganze Fertigungslinien lassen sich in der virtuellen Welt simulieren. Bewiesen hat dies der französische Automobilzulieferer Faurecia. Das Unternehmen nutzt den 3DExperience-Zwilling in Verbindung mit der 3DExperience-Plattform sowie der Simulationssoftware Delmia, um neuartige Lösungen für die Mobilität von morgen zu finden. Zum Einsatz kam der 3DExperience Twin bereits in einem sehr frühen Projektstadium: Noch bevor es mit der Entwicklung und Produktion der ersten Automobilteile losging, simulierte das Unternehmen auf der 3DExperience-Plattform die gesamte Fertigungs-linie. Dadurch ließ sich sehr früh erkennen, an welchen Stellschrauben noch gedreht werden musste, bevor reale Fertigungsmaschinen zum Einsatz kamen. Unterm Strich ließen sich die Produktionsanlaufkosten deutlich reduzieren. Darüber hinaus sichert sich Faurecia mit dem Einsatz eines virtuellen Zwillings einen entscheidenden Vorteil für zukünftige agile Geschäftsentscheidungen, die auf Grund von neuen Marktgegebenheiten getroffen werden müssen.

Digital in die Zukunft

Auf den ersten Blick mag die Umstellung auf eine vollständig digitale Wertschöpfung viele Unternehmen vor eine Herausforderung stellen. Langfristig ist die digitale Transformation jedoch der Schlüssel zum Erfolg. Eingebettet in eine ganzheitliche Digitalisierungsstrategie, verhilft der Einsatz eines virtuellen Zwillings Unternehmen zu mehr Agilität und Innovationskraft, da Ressourcen zielgerichteter eingesetzt werden können. Gewiss ist: Die Art und Weise, wie Produkte in Zukunft entwickelt werden, wird durch den virtuellen Zwilling revolutioniert. Denn was im ersten Moment ungewohnt erscheint, wird durch die virtuelle Welt erlebbar.