Laufende Projekte

Ausgangslage

Digitale Zwillinge weisen sowohl in der Entwicklung als auch während der Nutzung technischer Produkte einen großen potentiellen Mehrwert auf. So eröffnet die Entwicklung von Produkt-Service-Systemen die Möglichkeit neuer Dienstleistungen bis hin zu kompletten Geschäftsmodellen. Weiter können Felddaten direkt aus der Nutzung gewonnen werden, was im Rahmen der Entwicklung durch praxisnahe Erkenntnisse nutzbar ist.

Sowohl bei der Erstellung als auch der Nutzung Digitaler Zwillinge handelt es sich um höchst interdisziplinäre Aufgaben. Viele Unternehmen, insbesondere KMU, stellt die hinreichende Abdeckung aller dafür notwendigen Domänen vor eine kaum stemmbare Herausforderung. Als Konsequenz daraus stellt sich für diese Unternehmen die Fragen, wie für den Aufbau eines Digitalen Zwillings vorgegangen werden sollte und welche Entwicklungsaufwände (z. B. für Modellierung, Hardware und Software) notwendig sind. Bleiben diese Fragen unbeantwortet, stellen Sie eine Hürde dar und die Potentiale Digitaler Zwillinge bleiben ungenutzt.

Projektziele

Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung eines Handlungsleitfadens zur Entwicklung Digitaler Zwillinge im Kontext der Antriebstechnik. Dabei sind Aspekte der physischen sowie virtuellen Produktentwicklung zu beleuchten um den verschiedenen notwendigen Domänen und Themenbereiche gerecht zu werden. Die Kernfragen der verschiedenen Domänen stellen dabei die Forschungsfragen dar, welche in Form von Teilzielen zu beantworten sind.

Ein Teilziel ist ein Überblick, welche Modelle des Produktes für die Erstellung und Nutzung eines Digitalen Zwillings notwendig sind. Um finanziellen sowie Entwicklungsaufwand zu reduzieren ist hierbei insbesondere zu untersuchen, welche bereits aus der Produktentwicklung bestehenden Modelle übernommen werden können. Weiter ist zu erörtern, welche IT Infrastruktur und Sensorik für verschiedene Anwendungsfälle Digitaler Zwillinge notwendig sind. Dabei sind auch neuartige Sensorkonzepte wie sensierende Maschinenelemente zu betrachten. Für die Prognosemodelle des Digitalen Zwillings sollen Ansätze der (schwachen) künstlichen Intelligenz untersucht werden. Die Ergebnisse der Teilziele sind in eine Blaupause zur Schaffung eines Digitalen Zwillings parallel zum physischen Produkt in Form einer im KMU-Umfeld abgestimmten Schritt für Schritt Anleitung zu überführen.

Vorgehensweise

Die Erarbeitung eines Handlungsleitfadens zur Entwicklung Digitaler Zwillinge sowie die dafür notwendigen Teilziele erfolgt in mehreren Arbeitspaketen (AP) stützen sich auf eine Literaturrecherche zur Ermittlung des aktuellen Standes der Technik und Forschung. Dabei sind neben bestehenden Vorgehensmodellen insbesondere Anwendungsfälle und Fallbeispiele zu identifizieren. Diese werden sowohl hinsichtlich notwendiger Modelle (AP2), Sensorik (AP3) und IT Infrastruktur (AP4) analysiert und die Ergebnisse anschließend systematisch in die oben genannten Teilziele überführt. Aufbauend darauf werden zukünftige Trends wie Machine Learning und neuartige Sensorik identifiziert und auf ihre Eignung zur Verwendung im Kontext Digitaler Zwillinge untersucht (AP5). Ergebnisse der einzelnen Arbeitspakete werden während der gesamten Bearbeitungszeit anhand eines durchgängigen Evaluationsbeispiels angewandt und überprüft (AP1). Zuletzt werden die Ergebnisse genutzt um zu einem übergeordnete Handlungsleitfaden zur Erstellung Digitaler Zwillinge zusammengeführt zu werden (AP6).