„Wir entwickeln einen Prototyp des digitalen grünen Zwillings“
Wie viel Strom, Wasser, oder Gas verbraucht meine Maschine? Ein digitaler grüner Zwilling kann Unternehmen dabei helfen Ressourcen einzusparen, in dem der Zwilling beispielsweise die Verbräuche von Maschinen und Anlagen überwacht. Im it’s OWL Projekt ‚Ecotwin‘ entwickelt die Herbert Kannegiesser GmbH, Weltmarktführer für industrielle Wäschereimaschinen, zusammen mit dem Fraunhofer IEM einen Prototyp eines digitalen grünen Zwilling. Friedhelm Schmitz, Leitung Geschäftsbereich Service und Support-Systeme bei Kannegiesser, gibt im Interview einen Einblick in das Projekt und spricht über die Herausforderungen und die Vorteile eines solchen Zwillings.
Was ist das Ziel des Projekts, EcoTwin und wie kann der Einsatz eines digitalen grünen Zwillings Unternehmen helfen, nachhaltiger zu werden?
Friedhelm Schmitz: Das Ziel des Projekts ‚EcoTwin‘ ist die Gestaltung eines anwendungsorientierten Handlungsrahmens für die Gestaltung von digitalen ‚Grünen‘ Zwillingen. Ein digitaler grüner Zwilling ermöglicht den Unternehmen durch z.B. Monitoring von Verbräuchen (Strom, Wasser, Chemikalien), schnell auf Abweichungen zu reagieren, um Ressourcen einzusparen. Zusätzlich bietet der digitale grüne Zwilling auch die Möglichkeit, frühzeitig den Verschleiß von Bauteilen zu erkennen, um somit einen Schaden an Maschinen zu verhindern und Kosten und Ressourcen einer Neuanschaffung zu vermeiden.
Können Sie uns einige konkrete Beispiele nennen, wie Unternehmen von der Nutzung eines digitalen grünen Zwillings profitieren können?
Friedhelm Schmitz: Unternehmen können durch die Nutzung eines digitalen grünen Zwillings kontinuierlich ihre Produkte durch die Rückführung von Betriebsdaten (z.B. Energie, Wasser, Verschleißdaten, Meldungen) während der Entwicklung optimieren. Zudem könnten Unternehmen durch die Nutzung eines digitalen grünen Zwillings die Lebensdauer von Produkten erhöhen, indem sie Wartungen gezielt im Voraus feststellen und somit unnötige Wartungen verhindern.
Ein weiteres Beispiel wäre die Reduzierung der CO2-Emissionen. Durch die Anwendung eines digitalen grünen Zwillings sind Unternehmen in der Lage, Energieverbräuche entlang des Produktlebenszyklus gezielt festzustellen und schnell auf Abweichungen zu reagieren. Dies würde zum einen zu einer Steigerung der Attraktivität der Produkte führen, unter anderem aber auch Kosten durch Vermeidung unnötiger Verbräuche reduzieren.
Wo möchte Kannegiesser einen digitalen grünen Zwilling einsetzen?
Friedhelm Schmitz: Die Firma Kannegiesser möchte den digitalen grünen Zwilling in allen Bereichen des Produktlebenszyklus einsetzen. Insbesondere in der Betriebsphase eines Produktes soll untersucht werden, wie digitale Zwillinge eine Effizienzsteigerung der Waschstraße und die Reduzierung des Einsatzes von Betriebsmitteln ermöglichen. Des Weiteren ist das Thema der Vorausschauenden Wartung von Maschinen und Anlagen ein spannendes Themenfeld. Andererseits aber auch im Bereich der Produktentwicklung. Dort können durch die Erfassung, Analyse und Bewertung von Betriebsdaten Rückschlüsse gezogen werden, die zur Optimierung von zukünftigen Bauteilen oder zum verbesserten Einsatz von Ressourcen führen können.
Welche Herausforderungen sehen Sie bei der Umsetzung eines digitalen grünen Zwillings und wie können diese bewältigt werden?
Friedhelm Schmitz: Eine große Herausforderung besteht darin, an die Daten des physischen Zwillings zu kommen, die in den einzelnen Silos entlang des Produktlebenszyklus vorliegen. Mithilfe der erfasste Daten und gleichen Modellen kann die Kommunikation zwischen den Abteilungen und in der Supply Chain deutlich verbessert werden. Ansätze zur Bewältigung dieser Herausforderungen wären z.B. die Verwaltungsschale.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Datenmengen zu speichern. Ein Ansatz hierbei wäre, die Daten von den Use Cases abhängig zu machen. Anstelle von einer riesigen Menge an Daten, von denen vielleicht nur ein Bruchteil relevant für den Use Case ist, hätte man somit nur Daten, die beispielsweise relevant für das Monitoring vom Wasserverbrauch sind. Hierbei gibt es oft Use Cases die schnell einen Benefit hervorrufen und als Enabler für weitere Use Cases verwendet werden können.
Wie wird die zukünftige Entwicklung von digitalen grünen Zwillingen aussehen und wie wird das Projekt ‚EcoTwin‘ dazu beitragen?
Friedhelm Schmitz: Die Technologie des Digitalen Zwilling wird sich in den nächsten Jahren weiterentwickeln und erhebliche Fortschritte und Akzeptanz erfahren, insbesondere im Themenfeld der Nachhaltigkeit werden immer mehr Use Cases für den Einsatz von Digitalen Zwillingen sichtbar werden, bspw. eine verbesserte Lifecycle Assessments (LCA) oder die Integration der Kreislaufwirtschaft. Die Vielzahl von Daten in Kombination mit dem Digitalen Zwilling kann hier den Mehrwert für Unternehmen liefern. Des Weiteren ermöglichen digitale Zwillinge eine Echtzeitdatenübertragung und die damit nutzbarwerdenden Daten eine Integration von KI-gestützten Technologien.
Im Projektkontext des EcoTwin werden die Grundsteine für digitale grüne Zwillinge gelegt, indem es Use Cases für den digitalen grünen Zwilling identifiziert und sich mit dem Management von digitalen grünen Zwillingen beschäftigt wird. Zusätzlich wird ein Framework für die Entwicklung von digitalen grünen Zwillingen geschaffen und aus den gewonnenen Informationen ein Prototyp des digitalen grünen Zwillings entwickelt.
