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Digital Twin: Spiegel der Realität

Digitaler Zwilling, virtuelle Darstellung einer Maschine im Maschinenbau

Das Industrial Metaverse – eine umfassende, vernetzte und interaktive Umge-bung für die industrielle Welt – ist angebrochen. Im Mittelpunkt dieses neuen Zeitalters steht der Digital Twin (Digitaler Zwilling), das präzise virtuelle Abbild der Realität. Doch warum ist dieser digitale Zwilling so wichtig und was steckt dahinter?

Per Definition ist der Digital Twin eine virtuelle Darstellung eines physischen Ob­jekts, Prozesses oder Systems – und zwar 1:1. Er repräsentiert nicht nur die äußere Form eines Objekts, sondern auch dessen Verhalten, Zustand und Interaktionen mit der Umgebung. Diese virtuelle Kopie wird kontinuierlich mit Echtzeitdaten aus dem realen Objekt aktualisiert, um dessen Zustand und Verhalten genau zu spiegeln – und somit simulieren und modellieren zu können.

Digital Twins kommen in immer mehr Branchen und Anwendungen zum Einsatz. Sie ermöglichen es Ingenieur:innen, den Zustand und die Leistung von Maschinen und Anlagen zu überwachen, vorausschauende Wartung durchzuführen und die Effizienz zu optimieren. Besonders im Maschinenbau und in der Automatisierung wird der Digital Twin genutzt, um den gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder einer Anlage zu begleiten.

Digital Twin ist nicht gleich Simulationsmodell

Der Digital Twin wird oft mit Simulationen gleichgesetzt, jedoch gibt es wesentliche Unterschiede. Simulationsmodelle sind abstrakter und basieren häufig auf mathe­matischen Modellen, die verschiedene Szenarien durchspielen. Sie greifen oft auf vereinfachte Annahmen über das System zurück und können von der realen Welt abweichen.

Ein digitaler Zwilling hingegen wird direkt aus echten Daten und Informationen über das physische Objekt erstellt. Dadurch bietet er eine präzisere Darstellung des realen Systems und kann in Echtzeit aktualisiert werden. Simulationen konzen­trieren sich meist auf spezifische Aspekte des Systems, während der Digital Twin einen umfassenderen und integrativen Ansatz verfolgt.

Den Zwilling ein Leben lang an der Seite

Der Digital Twin ist immer öfter die zentrale Datendrehscheibe in Industrieunter­nehmen und damit ein entscheidendes Element für die digitale Transformation. Virtuelle Abbilder begleiten Produkte und Lösungen über den gesamten Lebens­zyklus hinweg – von der Entwicklung über die Produktion bis zum täglichen Betrieb und Recycling.

Ein häufiges Einsatzgebiet des Digital Twins ist das Virtual Engineering. Aus digit­alen Zwillingen von Komponenten einer Anlage lassen sich umfassende Simu­lationsmodelle erstellen. Ein Beispiel ist die Entwicklung eines autonomen Roboter­arms, der in einer virtuellen Umgebung getestet und optimiert wird, bevor er physisch gebaut wird. Dies führt zu Kosteneinsparungen und einer verbesserten Leistung des endgültigen Produkts.

Digitale Zwillinge gehören bei ctrlX AUTOMATION zur Familie

Das Automatisierungssystem ctrlX AUTOMATION von Bosch Rexroth bietet viel­fältige Möglichkeiten zur Nutzung von Digital Twins. Mit Daten aus dem Digital Twin lassen sich zum einen für die Automatisierungsprodukte von Bosch Rexroth virtuelle Abbilder in unterschiedlichsten Ausprägungen erstellen, beispielsweise für den 3DViewer, ctrlX WORKS und ctrlX DRIVE Engineering. Zum anderen können entsprechende Partner-Apps für verschiedene Digital Twin-Anwendungen aus der ctrlX World genutzt werden, z. B. iPhysics, ISG-virtuos und MATLAB/Simulink.

Mit der Software- und Engineering-Toolbox ctrlX WORKS können Anwendende eine oder mehrere virtuelle Steuerungen auf einem PC anlegen und über eine web-basierte Oberfläche bedienen. Durch Einsatz der ctrlX CORE in der virtuellen Variante lassen sich Tests und Inbetriebnahmen ganz ohne Steuerungs-Hardware durchführen – bei voller Funktionalität. Das Simulationsmodell kommt z. B. beim Test von SPS- und Motion-Programmen zum Einsatz.  Mit dem Engineering-Tool ctrlX DRIVE Engineering können über 90 Reglervarianten und mehrere hundert Motoren samt Mechanik offline simuliert werden. So lassen sich mit dynamischen Tests echte Parametersätze erstellen und optimieren, die nahtlos auf die reale Hardware ausgebracht werden können.

Ob es um Steuerungen oder Antriebe geht – der Digital Twin gehört bei ctrlX AUTOMATION zur Familie und bringt schon heute die Realität in die virtuelle Zukunft.

Noch mehr Einblicke gibt´s in unserem Whitepaper „Digital Twin – Der Spiegel der Realität“:

Cover Whitepaper, Digital twin – reflecting reality

DIE ZUKUNFT DER AUTOMATISIERUNG - TEIL 5

Digital Twin – Der Spiegel der Realität

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