Passwort vergessen?  | 
 |  Passwort vergessen?  | 
Suche
  • Login
  • Login

Mittwoch, 13. Dezember 2017

Software

Der Zwilling bleibt im Werk

Von Harald Weiss | 2. März 2017 | Ausgabe 09

Autos werden schon bald doppelt produziert: Einmal real-physisch für die Auslieferung an den Kunden und einmal virtuell als digitales Pendant.

BU Zwilling
Foto: dpa Picture-Alliance/Jan Woitas

Mit dem Tablet scannt ein Ingenieur bei Porsche in Leipzig das Seitenteil eines Panamera. Ein Schritt hin zum digitalen Zwilling.

In der Autoindustrie macht sich ein neues Schlagwort breit: „Der digitale Zwilling“. Das Beratungsunternehmen Gartner definiert ihn als virtuelle Abbildung eines Produktes, Prozesses oder einer Dienstleistung. Dieser Abdruck von komplexen Systemen und Aggregaten wird in der Industrie immer wichtiger. Gartner hat diesen Ansatz zu einem der Top-Ten-Trends des Jahres 2017 erkoren.

„In nahezu allen Industrie-anwendungen kommen heute virtuelle Technologien zum Einsatz. Der Trend geht eindeutig zur umfassenden digitalen Dokumentation der physischen Objekte, damit wir sie besser verstehen und analysieren können“, so Gartner-Analyst Rick Varner. Vor allem die Fahrzeugindustrie investiert in die neuen Möglichkeiten. So sagte Daimlers IT-Chef Jan Brecht in einem Interview: „Innerhalb der nächsten drei Jahre werden wir in der Lage sein, von jedem ausgelieferten Fahrzeug einen digitalen Zwilling abzuspeichern, der exakt mit den individuellen Ausstattungen und Spezifikationen des Autos übereinstimmt.“

Damit liegt der Autoriese voll im Trend der aktuellen Branchenentwicklung. Auch bei BMW, Audi, Porsche und den US-Herstellern arbeitet man mit Hochdruck an der Schaffung solcher digitalen Ebenbilder. Ziel ist es, in Zukunft an jedem Fahrzeug Simulationen vornehmen zu können, ohne dass das Fahrzeug physikalisch zur Verfügung steht. Das umfasse sowohl die Software als auch die gesamte Hardware des Autos.

Mit einem solchen virtuellen Abbild lässt sich leicht prüfen, ob und wie ein neues Teil optimal nachgerüstet werden kann und ob es mechanische oder elektronische Inkompatibilitäten gibt. Rückrufaktionen lassen sich besser planen und deren Kosten verringern. Auch bei Softwareupdates helfen die digitalen Zwillinge, denn alle eventuellen Anpassungsprobleme lassen sich noch innerhalb des Werkes aufspüren und beheben.

Dabei beginnt die Nutzung des digitalen Zwillings schon in der Fertigung. Bei Porsche wird in Echtzeit jeder Montageschritt mit dem IT-System abgeglichen. Auch die Daten aller zehn Zwischenprüfungen, die der Motor während seiner Bauphase durchläuft, werden hier dokumentiert. Das heißt, hier entsteht das digitale Pendant des realen Motors fortlaufend während der Herstellung. Am Ende sind über 2300 Einzeldaten jedes einzelnen Motors abgelegt. Damit lassen sich dann u. a. Qualitätsschwankungen vorab identifizieren. Auch in der Zulieferindustrie halten solche Zwillinge zunehmend Einzug. National Instruments benutzt zwar nicht den Begriff „Digitaler Zwilling“, doch deren Testbett Hardware-in-the-Loop (HIL) ist eine ähnliche Technologie. Hierbei werden physische Testdaten mit Simulationsalgorithmen kombiniert, um das Verhalten von Komponenten und Aggregaten vorherzusagen. Subaru nutzt HIL beispielsweise für die digitale Kontrolle der elektronischen Steuereinheit für das Hybrid-Modell XV Crosstrek.

„Wir sehen in der Autoindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie im Maschinenbau ein immenses Interesse an der Einführung von digitalen Zwillingen“, sagt Zvi Feuer von Siemens PLM Software. Auch bei Autodesk, einem Unternehmen für digitales 2-D- und 3-D-Design, und dem Technologiekonzern PTC sieht man steigenden Bedarf an Softwarebausteinen, die den Aufbau von digitalen Zwillingen ermöglichen. „Neben den neuen Materialien sind es vor allem die vielen softwarebasierten Komponenten, die in der Autoindustrie einen digitalen Zwilling erforderlich machen“, verdeutlicht Brian Röpke von Autodesk.

Technologisch betrachtet sind die neuen Ebenbilder die Fortsetzung der computergesteuerten Simulation und Modellierung. Schon bei diesen Anwendungen wurden physische und softwarebasierte Verhaltensformen in Algorithmen abgebildet, um sie komplexen Berechnungen und Analysen zugänglich zu machen. Was die neuen Zwillinge davon unterscheidet, sind zum einen ihre umfassende Abbildung des Pkw, die alle Details, Komponenten und Softwarebausteine mit einbezieht, zum anderen die Individualität – also die direkte Eins-zu-eins-Relation von Software und physischem Produkt.

Gerade dieser Aspekt ist ein komplett neuer Ansatz gegenüber bisherigen Simulationen. Bei diesen ging es vorwiegend darum, die Algorithmen weitestgehend zu verallgemeinern, damit sie für eine breite Anzahl von Produkten nutzbar waren. Nun geht der Trend der Masse zum Einzelprodukt.

Hinzu kommt noch ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal: Die digitalen Zwillinge werden fortlaufend an die Realität des physischen Produktes angepasst – inklusive der individuellen Verschleißdaten. Bei einem Auto kann das derzeit durch Messungen bei einem turnusmäßigen Werkstattaufenthalt geschehen, doch in Zukunft lassen sich diese Daten in nahezu Echtzeit über die entstehenden Connected-Car-Plattformen erheben. Mit diesen Daten können Prognosen über die zu erwartende Betriebssicherheit von Komponenten und Aggregaten getroffen werden – also ein individuelles Predictive Maintenance, das komplett auf das jeweilige Fahrzeug abgestimmt ist. Damit verschwimmen die bisherigen Grenzen zwischen den physischen Produkten und ihren neuen digitalen Abbildungen immer mehr.

stellenangebote

mehr