Digitaler Zwilling Software - wie Unternehmen smarter werden
Der Digitale Zwilling (eng. digital twin) bildet die Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt. Denn er ist die virtuelle Repräsentanz (Darstellung) eines physischen Objekts oder Systems im Feld. Dabei ist es irrelevant, ob das Gegenstück in der realen Welt schon existiert oder erst in Zukunft existieren wird. Er ist also nicht nur ein Datenpool, sondern fungiert als Vermittler zwischen diesen Welten. Mit einem Digitalen Zwilling lernen Systeme, Produkte und Prozesse zu kommunizieren. Damit ein Digitaler Zwilling entstehen kann benötigt es eine Digitaler Zwilling Software.
Condition Monitoring – „everything at a glance“
Durch den Digitalen Zwilling haben Fachleute jederzeit einen Überblick über ihre Produkte, Maschinen und Anlagen. Er liefert, übersichtlich aufbereitet, Echtzeitdaten über Eigenschaften, Leistungen und Betriebsverhalten, sodass die größtmögliche Transparenz erreicht wird. Dies kann bei einer einfacheren und schnelleren Abstimmung bei Reparaturen, sowie bei der Automatisierung von Workflows helfen.
So einen Service bietet beispielsweise der digitale Zwilling von der Firma Contact an.
Dem Nutzer werden Daten in Form von Tabellen, Grafiken und Diagramme geliefert. Zudem kann er den Ablauf von Prozessen beobachten und steuern, sowie Parameter konfigurieren, die diese automatisieren. Inputs dazu werden von Voxelgrid geliefert.
Im Kontext des Condition Monitorings ist ebenfalls erwähnenswert, dass Digitale Zwillinge auch zu deutlichen Zeit- und Kosteneinsparungen führen, da Fehler bereits in der Planung und Entwicklung im Voraus entdeckt werden. Durch die frühzeitige Behebung und Vermeidung von Fehlern wird das Projekt in einer späteren Phase deutlich reibungsloser umgesetzt.
Digital Twins werden aber auch zu Optimierungen und Schulungen eingesetzt, damit hierfür die Anlage oder Maschine nicht außer Betrieb genommen werden muss.
Digitaler Zwilling Software - FE.screen SIM
Die Firma F.EE bietet Digitale Zwillinge als Simulationsmodell für Anlagen und Maschinen an. Er wird mit ihrer Software FE.screen SIM erstellt. Der Digitale Zwilling wird zur Absicherung des Steuerungscodes (SPS) genutzt, zur Simulation während der Planung und Konstruktion von mechanischen Komponenten und zur Ablaufsimulation zur Absicherung des geplanten Materialflusses.
FE.screen sim eignet sich als Tool besonders für komplexe Anlagen und Maschinen. So können mit dieser Plattform mehr als 100.000 Elemente in einer Simulation mit 16 Steuerungen, 700 Antrieben und ca. 150.000 Ein- und Ausgängen umgesetzt werden.
Für Anfänger oder Interessierte gibt es Live Webinare, welche die Erstellung einer Simulation vormachen und den genauen Aufbau des Digitalen Zwillings zeigen.
Digitaler Zwilling Software - Xitaso
Xitaso hat mit seinem Konzept, dem „digitalen Typenschild“, nicht nur die Bedürfnisse der Hersteller und Fachleute ansprechen wollen, sondern auch die derer Kunden.
Das digitale Typenschild soll als Hauptfunktion die wachsende Menge an Daten aktuell und für alle Beteiligten schnell und einfach zugänglich verfügbar machen und somit den Aufwand verringern, den Kunden produktnahe Informationen und Dokumentationen bereitzustellen.Dazu gehören beispielsweise Stammdaten, aktuelle Betriebsdaten oder spezifische Dokumentationen.
Ihre selbstentwickelte Software Mnestix ist ein sog. standardisierter Digitaler Zwilling. Mit ihm kann man für Prozesse oder Produkte Verwaltungsschalen erstellen, verwalten und deren Informationen an Endgeräte oder via Schnittstellen bereitstellen. Dazu verwendet man fertige Vorlagen für die Submodelle, die im Nachhinein angepasst werden können – daher die Eigenschaft „standardisiert“.
Die Software besitzt 3 Hauptfunktionen:
Mnestix Template Builder
Damit können Submodelle (Vorlagen) für typische Anwendungen, die in Zukunft weiter ergänzt werden erstellt werden. Der Nutzer kann Vorlagen auswählen und für eigene Zwecke ändern oder ergänzen
Mnestix Repository
Dieser ist für den operativen Betrieb einer der wichtigsten Teile von Mnestix und verfügt über Cloud-Speicher im eigenen Tenant oder optional on-premises vor Ort, sowie die Möglichkeit Verwaltungsschalen standardgerecht abzuspeichern
Mnestix Viewer
Er dient hauptsächlich zur Darstellung der Informationen aus dem Digitalen Zwilling auf Endgeräten
Digitaler Zwilling Software - Cadfem
Ähnlich wie bei Contact zielt Cadfem auf einen einfachen, aktuellen Überblick von Produkten und Anlagen. Allerdings setzt ihr Businessmodell größeren Fokus auf ihre Lebensdauer und Wartung.
Die Software von Cadfem arbeitet mit Echtzeit-Sensordaten, Daten aus der Steuerung und Informationen über Wartungszyklen. Diese schaffen die Brücke zwischen dem Virtuellen und dem Reellen, da so ein physisch existierendes Produkt mit einem korrespondierenden Simulationsmodell verbunden wird. Mit diesem Digital Twin haben Fachleute eine genaue Zustandsüberwachung im Betrieb und können die verbleibende Einsatzdauer vorhersagen.
Durch die konstante Überwachung der Leistung und des Zustands des Gerätes während des regulären Betriebs, kann die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls verringert werden. Dies kennt man als prädiktive Wartung (eng. predictive maintenance).
Voxelgrid
Wie bereits definiert haben digitale Zwillinge enormes Potenzial Systeme zu optimieren, das Verhältnis zu Kunden zu stärken und die Digitalisierung von Prozessen und Produkten voranzutreiben.
Bei Voxelgrid hat man dieses Potenzial erkannt und effizient sowie strukturiert ausgenutzt – etwas was man im Markt bisher nie gesehen hatte. Mit seinen Hauptzielen als Unternehmen verfolgt Voxelgrid die Vision mit digitalen Zwillingen in der Gebäudebranche innovativ, kreativ, effizient und kundennah zu agieren.
Bei der Frage der Erstellung von digitalen Zwillingen findet sich bei Voxelgrid eine Zahl an Möglichkeiten.
LIDAR (Light Detection and Ranging) eignet sich als System für die Erstellung des Zwillings. Das Verfahren dient zur Messung von Abständen mittels Laserscan. Die dadurch erzeugten Punkte werden anschließend im selbstentwickelten Softwareprogramm über eine zeitlich-räumliche Zuordnung weiterverarbeitet. Das Ergebnis ist der Digitale Zwilling eines Gebäudes als Punktwolke.
Ein weiteres Beispiel ist das Verfahren der Photogrammetrie. Man beginnt mit erzeugten Pixelfeldern, welche Informationen zum Anteil des roten, grünen und blauen Lichts aufnehmen. Dabei werden die Daten des sichtbaren Wellenlängenspektrums abgespeichert und miteinander verbunden. Die Abstände von zwei Punkten im Raum zu einem dritten Punkt werden ebenfalls kalkuliert. Nachdem alle Bilder miteinander korreliert wurden, entsteht das Resultat des Außenscans: der digitale Zwilling als farbige 3D Punktwolke.
Weiterhin werden bereits ermittelte Daten von der Erfassungsplattform zu digitalen Zwillingen weiterverarbeitet. Mit der von Voxelgrid selbst entwickelten Software werden diese ausgelesen und über SLAM-Algorithmen zu Punktwolken zusammengesetzt. Nun können die Punktwolken skaliert und auf unterschiedlichen Ebenen geschnitten werden. Die einzelnen Slices werden anschließend im Zeichenprogramm in CAD-Pläne umgewandelt.
Für eine intuitive und attraktive Übersicht werden Planvorlagen in fertige 2D- und 3D-Modelle konvertiert. Im Innenbereich wird durch Vektorisierung und Objekterkennung eine erhebliche Zeiteinsparung erreicht. Planattribute werden automatisch erfasst. Fassadenpläne erfordern durch Deep Learning nur noch geringsten Zeichenaufwand. So wird mit maximaler Fehlerreduktion und höchster Qualität sowohl ein äußerer, als auch innerer digitaler Zwilling erhalten, dee zu diversen Zwecken verwendet wird.
Ob im Bau oder Vermarktung von Gebäuden, dem Flächenmanagement, dem Innenausbau oder der Planung von neuen Fassaden – die digitalen Zwillinge von Voxelgrid liefern alle wichtigen Informationen qualitativ und schnell auf einen Blick, sie dienen zudem als Beweis wie dieses Unternehmen den Megatrend der Digitalisierung in die Gebäudebranche eingeführt hat und sich somit als ein Pionier etabliert hat.
