Das Fachmagazin IM+io widmet sich in der aktuellen Ausgabe dem Fokusthema „Digitaler Zwilling“. Laborleiter Dr. Tobias Bellmann hat als Gastautor den Artikel „Der pyhsikalische digitale Zwilling – vom Konzept zum Produkt“ beigesteuert.
Der Digitale Zwilling vereint sämtliche produktrelevanten Informationen, wie zum Beispiel Entwicklungsmodelle, Konstruktionsdaten, Fertigungspläne, Wartungsinformationen und Nutzungsdaten aus dem Betrieb. Durch physikalische Modelle des Produkts können diese Daten strukturiert und für Analyse, Optimierung und Performanz/Effizienzsteigerung im Einsatz genutzt werden. Auch kostenersparende Maßnahmen, wie die virtuelle Inbetriebnahme eines Produkts im Computer, werden so ermöglicht.
Der Digitale Zwilling eines Produkts stellt einen umfangreichen Datenschatz dar, der den gesamten Produktlebenszyklus abdecken sollte. Jenseits der rein maschinellen Auswertung mit Machine-Learning-Algorithmen muss dieser jedoch in eine strukturierte Form gebracht werden, damit bedeutungsvolle Aussagen getroffen werden können. Hierbei können physikalische Modelle des Produkts und seiner Komponenten helfen, das Expertenwissen in einer strukturierten, physikalisch sinnvollen Form mit den Daten des Digitalen Zwillings zu verknüpfen. Mit dem Konzept des Digitalen Zwillings wird der digitale Produktentwurf weitergedacht: Ein virtuelles Abbild des realen Produktes begleitet dieses von der ersten Konzeptphase bis hin zur Anwendung beim Kunden. Physikalische Modelle können hierbei durch kondensiertes Expertenwissen die umfangreichen Datensammlungen strukturieren und tiefergehende Erkenntnisse über die Abläufe im Produkt vermitteln.
Das Systems and Control Innovation Lab (SCIL) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt forscht deshalb aktiv an Anwendungen für diesen „physikalischen“ Digitalen Zwilling. Ziel des Digitalen Zwillings ist die Verfügbarkeit eines aktuellen digitalen Abbildes des Produkts über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg. Dieses kann erweitert auch Prozesse oder Gesamtsysteme in digitaler Form widerspiegeln.
Entscheidend ist die Wechselwirkung mit dem realen Produkt: Beginnend mit dem Designprozess werden erste Erkenntnisse aus vorherigen Produkten in den digitalen Entwicklungsprozess integriert. Mit zunehmender Entwicklungsdauer wird durch stetigen Abgleich zwischen realem und virtuellem Produkt der Digitale Zwilling detailliert, und zugleich der Produktentwurf durch den Erkenntnisgewinn optimiert.