Gerne wird derzeit über den Digital Twin geredet, ohne zu wissen, worum es sich genau handelt. Fälschlicherweise wird oft nur von einem simplen digitalen Abbild für die Simulation eines Produkts, einer Maschine oder Anlage gesprochen – eine Datei also für ein Simulationsprogramm.
Doch im Sinne von Industrie 4.0 ist der Digital Twin viel mehr als das. Es handelt sich um die ganzheitliche Sammlung von Daten rund um das Produkt. Hierzu zählen Produkt- und Konstruktionsdaten ebenso wie Modelle, Simulationen und historische Betriebsdaten sowie Echtzeitinformationen von Sensoren aus dem laufenden Betrieb. Der Digital Twin begleitet somit ein Produkt vom Engineering über die Produktion, den Betrieb bis hin zur Modernisierung.
All diese Daten rund um ein Produkt oder beispielsweise eine Antriebslösung machen den Digital Twin sehr mächtig. Denn basierend auf den umfassenden Daten lässt sich das Produkt nicht nur in einer realen Umgebung mit realen Parametern simulieren, Produktverbesserungen sind durch die Datenanalyse ebenso möglich wie eine analytische Vorhersage, wann ein Defekt auftreten kann – und all das ohne am realen Produkt hantieren zu müssen. Im digitalen Maschinenbau sind damit wieder neue Geschäftsmodelle wie Services für Predictive Maintenance oder Fernwartung über Augmented Reality möglich.
Stetiges Wachstum beim Digital Twin
Der Digital Twin eines Produktes ist auch nie vollständig, sondern wird im Laufe seines Lebenszyklus ständig um aktuelle Daten aus dem laufenden Betrieb ergänzt und erhält somit mehr Aussagekraft. Als Synonym für den Digital Twin wird auch oft der von der Plattform Industrie 4.0 geprägte Begriff der Verwaltungsschale verwendet.
Das heißt bildlich gesprochen nichts anderes, als dass alle Daten rund um ein Produkt wie in einer Schale zusammengeführt und gesammelt werden, um sie dem Anwender standardisiert und strukturiert zur Verfügung zu stellen. Die Daten müssen dabei nicht an einem physikalischen Ort liegen, sie können in der Cloud ebenso sein wie beim Anwender in der Produktion. Standardisierte Schnittstellen stellen hier jederzeit die problemlose Zusammenführung der Daten sicher.
Der Digital Twin ist natürlich nicht das einzige Ziel von Industrie 4.0! Aber er macht die Digitalisierung greifbarer und zeigt, wie alle Maßnahmen bei der richtigen und standardisierten Durchführung in den Digital Twin einzahlen und so dem Anwender sukzessiv Mehrwerte ermöglichen.
Hohes Potenzial über Antriebstechnik
Doch wie fängt man idealerweise einfach, kostengünstig und skalierfähig mit dem Digital Twin an? Denn gerade kleine und mittelständische Unternehmen, die oft weder die Ressourcen noch das Know-how für die Digitalisierung ihrer Produkte haben, benötigen die Gewissheit und Sicherheit, auf standardisierte und zukunftsfähige Lösungen zu setzen.
Genau in diese Kerbe schlägt ABB von Anfang an mit ihrer digitalen Antriebslösung ABB Ability Digital Powertrain. Denn selbst wenn ein Anwender nur einen Smart Sensor von ABB oder einen Frequenzumrichter verwendet, so liefern deren Digital Twins ihre Daten immer in einem von der Plattform Industrie 4.0 standardisierten und definierten Format. Damit begibt sich der Anwender nicht in die „Fänge“ eines Herstellers, sondern kann durch die Offenheit die ABB-Lösungen und -Produkte jederzeit mit solchen von Drittanbietern kombinieren – sofern auch diese sich an die herstellerübergreifenden Standards halten.
Der einfache Einstieg für den digitalen Maschinenbau kann also über die Antriebslösung erfolgen. Denn hier bietet die Digitalisierung hohes Potenzial, sowohl für die Optimierung der eigenen Produkte, als auch für künftige neue Geschäftsmodelle. Durch den Digital Twin einer Antriebslösung lässt sich beispielsweise virtuell mehr Last auf den Motor geben und prüfen, ob man den Durchsatz einer Werkzeugmaschine problemlos erhöhen kann: wie verhält sich der Motor und Frequenzumrichter, wird die Energieaufnahme zu hoch oder liegt der Betrieb nicht mehr im energieeffizienten Arbeitsbereich?
Da ABB von allen Komponenten ihrer Antriebslösungen digitale und standardisierte Abbilder zur Verfügung stellt, können Anwender sicher sein, diese Daten problemlos jetzt oder künftig mit den Digital Twins anderer Lösungen, Maschinen oder ganzen Anlagen verknüpfen zu können. Beispielsweise kann der Digital Twin der Antriebslösung mit dem digitalen Abbild der Materialzufuhreinheit kommunizieren. Der Maschinenhersteller sieht dann, ob die Erhöhung der Antriebsleistung Auswirkungen auf die Zufuhreinheit hat.
Schnell durch Monitoring profitieren
Durch das ganzheitliche Angebot rund um ABB Ability erhalten Anwender natürlich die Möglichkeit, ihre Digitalisierungslösungen auch aus einer Hand zu bekommen. Zum Angebot des ABB Ability Digital Powertrains zählen neben der für unterschiedlichste Anwendungen und Branchen verfügbaren Motoren auch die Frequenzumrichter, der Smart Sensor für Lager, Pumpen und Motoren sowie die komplette digitale Infrastruktur und zugehörigen Services.
Anwender erhalten damit von ABB die Möglichkeit, ohne Aufwand und hohen eigenen Entwicklungskosten ihre Antriebe von Maschinen oder ganzen Anlagen über Dashboards in der ABB Ability Cloud oder einer Private Cloud im Unternehmen zu überwachen und Probleme frühzeitig zu erkennen. Alle Digital Twins arbeiten optimal zusammen und erhöhen das Potenzial von Einsparungen und Wettbewerbsvorteilen für den Kunden. Der Kerngedanke der ABB Ability-Lösungen liegt dabei von Anfang an auf der Fokussierung auf die Standards der Plattform Industrie 4.0 und einer garantierten Offenheit und Flexibilität für Kunden.
Von allen Digital Twins profitieren
Ein wesentlicher Aspekt, wie jeder Anwender schnell von den Digital Twins der ABB-Antriebslösungen profitieren kann, zeigt sich beim Einsatz der ABB Ability Cloud Plattform. Denn das wahre Potenzial des Digital Twins entfaltet sich erst, wenn von einem Produkt oder einer ganzen Lösung hunderte und tausende Digital Twins vorliegen. Der Digital Twin setzt sich ja aus den fixen Daten wie Konstruktionsmerkmalen und Produktdaten zusammen und verbindet diese mit den Realdaten aus dem Betrieb – sowohl in Echtzeit als auch mit historischen Daten.
ABB verfügt hier mit dem Digital Powertrain über eine hohe Anzahl der Betriebsdaten von einem Produkt, das vielfach bei verschiedenen Kunden im Einsatz ist. Aus dieser Menge an Daten lassen sich über Data Analytics dann exakte Schlüsse und Vorhersagen über anstehende Wartungen oder drohende Ausfälle frühzeitig treffen. So profitiert jeder Anwender nicht nur von den eigenen Daten des Digital Twins seines Antriebsstrangs – beispielsweise für das einfachere Engineering, die Simulation und schnellere Inbetriebnahme – sondern auch von der Gesamtheit aller Daten dieses Antriebsstrangs.
Darauf basierend können Kunden dann von ABB Predictive Maintenance Services erhalten – oder auf Basis von ABB Ability diese Services als White Label selbst ihren Kunden anbieten. Hier zeigt sich dann schnell der wahre Mehrwert des Digital Twins, der im Prinzip versteckt im Hintergrund die Basis für alle Industrie 4.0 Lösungen darstellt.
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