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Sind Sie bereit, den nächsten Schritt in Ihrer digitalen Transformation zu gehen? Lassen Sie uns gemeinsam erkunden, wie Sie durch PLM-Systeme, KI und digitale Zwillinge Ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken können!
22.10.24
In der modernen Industrie sind digitale Zwillinge von Produkten und Fertigungsanlagen nicht nur ein Trend, sondern eine Notwendigkeit. Sie stehen für die Möglichkeit, komplexe Prozesse abzubilden und kontinuierlich zu optimieren. Doch wie gelingt es uns, diese digitalen Repräsentationen effektiv zu verwalten und vor allem weiterzuentwickeln? Hier kommen PLM-Systeme ins Spiel – die Schlüsseltechnologie, um digitale Zwillinge zu schützen und ihnen die richtige Entwicklungsumgebung zu bieten.
Digitale Zwillinge von Produkten und Fertigungsanlagen sind in der modernen Industrie unerlässlich, insbesondere für die Abbildung komplexer Automatisierungsprozesse. Ohne ein Product-Lifecycle-Management (PLM)-System können diese digitalen Zwillinge jedoch schwer verwaltet werden und laufen Gefahr, zu „Digital Orphans“ – digitalen Waisenkindern – zu werden. Dies liegt an der hohen Komplexität und der Notwendigkeit, Änderungen an einzelnen Komponenten oder Prozessen robust und effizient abzubilden. Ein PLM-System macht es möglich, diese Herausforderungen zu meistern, indem es die Änderungsprozesse komplexer Produkt- und Prozessstrukturen beherrschbar macht. Dadurch werden digitale Zwillinge nicht nur verwaltet, sondern auch kontinuierlich optimiert. Die zu erwartende generative künstliche Intelligenz (KI) wird dabei die Erstellung und Optimierung von 3D-Komponenten drastisch beschleunigen, was Entwicklungszyklen verkürzt und das Varianten- und Konfigurationsmanagement erheblich erleichtert. Diese KI wird bald verfügbar sein und könnte die Art und Weise, wie wir Produkte designen und entwickeln, revolutionieren.
Trotz der erkannten Vorteile fanden digitale Zwillinge in der deutschen Industrie, insbesondere bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU), bislang nur eingeschränkt Anwendung. Eine BITKOM-Studie aus dem Jahr 2023 zeigt jedoch, dass 63 Prozent der befragten Unternehmen digitale Zwillinge als unverzichtbar für ihre Marktstellung ansehen, und 44 Prozent setzen bereits auf diese Technologie. Weitere 22 Prozent planen die Einführung oder ziehen sie ernsthaft in Betracht. Diese Zahlen unterstreichen, wie sehr die Etablierung digitaler Zwillinge als Industriestandard an Bedeutung gewinnt. (1)
Kleinere Unternehmen profitieren zunehmend von cloudbasierten PLM-Systemen, die helfen, komplexe Datenstrukturen zu bewältigen und die Integrität digitaler Zwillinge zu sichern. Dank aktueller PLM-Entwicklungen und Cloud-Technologie sind die Hürden für die Einführung deutlich gesunken, sodass auch KMU kosteneffizient PLM-Lösungen ohne hohe Investitionen in lokale Infrastruktur nutzen können. Dies ist besonders wichtig, da die schnelle Adaption von generischer KI in Designprozessen den Druck auf den notwendigen Einsatz von PLM-Systemen erhöht – auch für KMU.
Die Asset Administration Shell (AAS), im Deutschen als „Verwaltungsschale“ bekannt, stellt eine wichtige Standardisierungsebene dar, um die Hürden bei der Implementierung von PLM-Systemen, insbesondere im Zusammenhang mit künstlicher Intelligenz und digitalen Zwillingen, zu überwinden.
Sie ermöglicht einen standardkonformen Datenaustausch und strukturiert Daten in Teilmodellen, die den gesamten Lebenszyklus von Produkten und Anlagen abbilden. Dadurch wird herstellerübergreifende Interoperabilität geschaffen, was in komplexen Produktionsumgebungen und Lieferketten von großem Vorteil ist.
“Standards (PLM und ASS) sind die notwendige Basis für die Skalierung digitaler Zwillinge.”
Jonathan Schlawer, Director Marketing & Communications bei Bechtle PLM Deutschland GmbH.
Allerdings erweist sich die AAS in ihrer aktuellen Entwicklungsstufe als problematisch, da sie mit der schnellen Entwicklung von Technologien wie generativer KI nicht Schritt hält. Bisher existieren lediglich Ansätze für Strukturmodelle und lifecyclefähige Strukturen, was die Einführung von KI-gestützten digitalen Zwillingen eher verzögert als vorantreibt. Diese langsame Entwicklung könnte zu einer ernsthaften Hürde bei der Standardisierung werden und den Einsatz von PLM-Systemen sowie KI-basierten Zwillingen verlangsamen, was die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen gefährden könnte.
Es ist davon auszugehen, dass der Einzug von Künstlicher Intelligenz in PLM die Dynamik der Entwicklung von PLM und davon abgeleitet von digitalen Zwillingen deutlich erhöhen wird.
Anhand des Einsatzes von KI und digitalen Zwillingen möchten wir Ihnen am Beispiel von Fertigungsrobotern zeigen, wie zukunftsweisend und effizient diese Technologien in der modernen Industrie eingesetzt werden können. In naher Zukunft könnte die klassische Programmierung von Fertigungsrobotern überflüssig werden.
Stattdessen wird eine KI die Roboter steuern, die lediglich grundlegende Eigenschaften erlernt. Zusammen mit den aus dem PLM-System gelieferten 3D-Modellen des Roboters wird diese KI im sogenannten Meta- oder Omniverse auf den spezifischen Einsatzzweck trainiert. Diese virtuelle Welt simuliert realistische physikalische Bedingungen, wodurch der Roboter in verschiedensten Umgebungen effizient arbeiten kann – sei es auf Meereshöhe, im Weltall oder unter Wasser. Der große Vorteil liegt in der enormen Zeitersparnis: Aufgaben, die früher aufwendig programmiert werden mussten, können durch KI innerhalb eines Bruchteils der Zeit erledigt werden.
Durch den Einsatz von PLM-Systemen, unterstützt durch Technologien wie die Asset Administration Shell und die rasche Adaption von KI, können Unternehmen digitale Zwillinge effizient verwalten und optimieren. Insbesondere für KMUs eröffnet dies neue Möglichkeiten, um im globalen Wettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben. Es ist daher jetzt geboten, die Voraussetzungen zur Nutzung KI-gestützter digitaler Zwillinge zu schaffen – und zwar in allen Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette.
“Jetzt gilt es, die Voraussetzungen für KI-gestützte digitale Zwillinge zu schaffen, um im Markt bestehen zu können.”
Jonathan Schlawer, Director Marketing & Communications bei Bechtle PLM Deutschland GmbH.
Möchten Sie mehr über das Zusammenspiel von PLM-Systemen, künstlicher Intelligenz und digitalen Zwillingen erfahren? Oder haben Sie Interesse an einem persönlichen Beratungstermin? Wir freuen uns auf Ihre Nachricht!
(1) Quelle: bitkom, 2023
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