Digitale Zwillinge und Edge Computing vereinen sich, um Einblicke in die Fertigung zu gewinnen

Die Hersteller erkennen langsam die Vorteile der digitalen Zwillinge. Sie simulieren Ergebnisse, die auf realen Bedingungen basieren, ohne diese Simulationen in der Realität durchführen zu müssen. (Alle Details finden Sie in unserem aktuellen Blog über die Anwendung digitaler Zwillinge in der Industrie 4.0.)

Es gibt jedoch Herausforderungen, die Hersteller daran hindern, digitale Zwillinge zu nutzen, um einen umfassenden Überblick über das Geschehen in der Fabrikhalle zu erhalten. Dazu gehören Bedenken in Bezug auf:

• Datenschutz und Sicherheit
• Kosten
• Genauigkeit

Eine Möglichkeit, diesen Herausforderungen zu begegnen, ist die Nutzung der Möglichkeiten von digitalen Zwillingen und Edge Computing.

Digitale Zwillinge definiert

Zur Erinnerung: Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines physischen Objekts, Systems oder einer industriellen Anlage, das eine Echtzeitdarstellung von Status, Verhalten und Leistung bietet. Mit einem digitalen Zwilling können Hersteller Daten von Sensoren, IoT-Geräten und anderen Quellen nutzen, um Prozesse zu überwachen, zu analysieren und zu optimieren.

Die Integration von digitalen Zwillingen und Edge Computing kann dazu beitragen, die Herausforderungen zu bewältigen, mit denen viele Hersteller in Bezug auf Datenschutz, Sicherheit, Kosten und Genauigkeit konfrontiert sind, und einen klaren Weg in die Zukunft aufzeigen.

4 Vorteile der Integration von digitalen Zwillingen und Edge Computing

Digitale Zwillinge und Edge Computing sind an sich schon leistungsstarke Technologien. Aber in Kombination ergeben sich noch mehr Möglichkeiten. Hier sind vier Beispiele.

1. Reduktion der Reaktionszeit

Ein digitaler Zwilling repräsentiert ein physisches System. Die Integration von Edge Computing ermöglicht die Datenverarbeitung in Echtzeit und minimiert die Latenz, da die Daten in der Nähe der Quelle verarbeitet werden. Dadurch können Hersteller schnell Entscheidungen treffen. Zum Beispiel können sie schnell auf das reagieren, was sie von Sensoren und IoT-Geräten sehen.

2. Optimierung von Daten

IoT-Geräte und -Sensoren erfassen riesige Datenmengen, die Prozesse zum Erliegen bringen können. Edge Processing gibt Herstellern die Möglichkeit, nur die relevanten Informationen zu verarbeiten, die in die Cloud oder auf Server übertragen werden müssen.

3. Höhere Sicherheit

Da Edge Computing sensible Daten lokal verarbeitet, wird das Risiko eines unbefugten Zugriffs reduziert. Dies hilft Herstellern, die Cybersicherheit bei ihren Transformationsprojekten für die Industrie 4.0 an vorderster Front zu halten.

4. Geringeres Risiko

Da Edge Computing komplexe Berechnungen lokal durchführt, sind komplexere Modellierungs- und Simulationsfunktionen möglich. Die enge Verbindung zwischen den Simulationen des digitalen Zwillings und den Feinheiten der realen Welt verringert das Entscheidungsrisiko.

4 Möglichkeiten, wie digitale Zwillinge am Edge eingesetzt werden

Die Anwendungsfälle für digitale Zwillinge sind nahezu unbegrenzt, und sie können Edge Computing auf vielfältige Weise nutzen. Diese Anwendungsbeispiele zeigen, wie Hersteller heute die Vorteile der Integration dieser Technologien nutzen und sie zur Verbesserung von Produktion und Wartung einsetzen.

1. Bereitstellung vorausschauender Wartung

Nachdem ein Automobilhersteller aufgrund eines unerwarteten Maschinenausfalls Ausfallzeiten hatte, wurden digitale Zwillinge mit Hilfe von Edge Computing eingesetzt, um zukünftige Ausfälle vorherzusagen. Möglich wurde dies durch die kontinuierliche Überwachung und Analyse der simulierten Echtzeitdaten der Sensoren. Wenn der digitale Zwilling das Potenzial für abnormale Vibrationen in einem Roboterarm erkennt, löst er einen Wartungsalarm aus, damit jemand aus dem Team sich das Problem genauer ansehen kann.

2. Optimierung der Lieferkette

Durch den Einsatz digitaler Zwillinge, die ein virtuelles Abbild der gesamten Automobil-Zulieferkette erstellen, können Automobilhersteller Echtzeit-Simulationen von Lagerbeständen, Produktionsstatus, Logistik usw. überwachen. Da die Daten lokal verarbeitet werden, können Hersteller schneller Entscheidungen treffen, um ihre Lieferkette zu verbessern.

3. Verbesserung der Qualitätskontrolle

Qualität und Sicherheit sind bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken von entscheidender Bedeutung, was es schwierig macht, Änderungen ohne Risiko vorzunehmen. Der Einsatz digitaler Zwillinge zur Erstellung virtueller Darstellungen von Produktionsprozessen, Standards und Variablen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Zutatenverhältnissen ermöglicht es Lebensmittel- und Getränkeherstellern, sich ein Bild von der Produktion zu machen, ohne die Produktentwicklung in der realen Welt zu beeinträchtigen.

4. Aktivierung des Energiemanagements

Die Steuerung des Energieverbrauchs in der Fertigung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der betrieblichen Effizienz. Digitale Zwillinge, die durch Edge Computing angetrieben werden, liefern Simulationen und Modelle in Echtzeit, so dass Hersteller energieintensive Prozesse identifizieren und energiesparende Prozesse implementieren können, um Nachhaltigkeits- und Kostensenkungsziele zu erreichen.

Datenmodellierung ist die Grundlage digitaler Zwillinge

Die Datenmodellierung ist entscheidend für die Entwicklung digitaler Zwillinge, die als digitale Blaupausen der physischen Welt dienen.

Belden kann Ihnen dabei helfen, diese Anforderungen mit unserem benutzerfreundlichen, effizienten Ansatz zur Datenmodellierung für digitale Zwillinge zu erfüllen. Wir vereinfachen den Prozess, indem wir digitale Zwillinge auch für Nutzer zugänglich machen, die keine umfassende Erfahrung mit Programmierung oder Datenwissenschaft haben, und ermöglichen:

• Sofortige Datennutzung. Benutzer können mit der Modellierung ihrer Daten beginnen, sobald sie gesammelt wurden, und so den Grundstein für die Erstellung effektiver digitaler Zwillinge legen.

• Vielseitige Datennutzung. Unsere Plattform ermöglicht es, ein und dasselbe physikalische Objekt auf unterschiedliche Weise zu modellieren. Ein Team möchte das Datenmodell vielleicht für die vorausschauende Wartung verwenden, während ein anderes Team es für die Produktionsoptimierung oder andere Data Science-Aktivitäten nutzen möchte. Die Vielseitigkeit, die wir bieten, ermöglicht es verschiedenen Abteilungen, Daten zu nutzen, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Sie können verschiedene Datenmodelle desselben Assets für ihre spezifischen Zwecke erstellen und anzeigen.
  
  
• Erstellung von Datenmodellen. Sobald Daten von einer Quelle wie einer SPS, einer Maschine oder einer anderen industriellen Anlage gesammelt wurden, kann ein Datenmodell erstellt werden, das mit der tatsächlichen Anlage oder dem Gerät korreliert. Dieser Schritt ist wichtig, um Rohdaten in ein strukturiertes Format umzuwandeln, das für die Analyse und Entscheidungsfindung nützlich ist.
  
  
• Integration und Bereitstellung. Wir erleichtern die Integration und Bereitstellung Ihrer Datenmodelle. Mit nur wenigen Klicks können Sie Daten an Plattformen wie Azure IoT Hub übertragen oder in einer Datenbank speichern.
  
  
• Reduzierte Anforderungen an die Datenverarbeitung. Sobald ein bestimmtes Datenmodell am Edge definiert ist, wird der Bedarf an zusätzlicher Datenverarbeitung reduziert. Das System ermöglicht die Erstellung maßgeschneiderter Datensätze, die ohne weitere Manipulation von verschiedenen Anwendungen verwendet werden können.

Die Integration von Edge Computing mit digitalen Zwillingen ist ein großer Schritt zur Prozessverbesserung. Branchen wie die Automobilindustrie, die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, das Gesundheitswesen und andere werden von den Verbesserungen in Bezug auf Effizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit enorm profitieren.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Edge-Computing-Technologien und die Verfeinerung digitaler Zwillingsmodelle werden neue Möglichkeiten für Innovation und Optimierung bieten. Durch die Nutzung der Innovationen, die durch digitale Zwillinge und Edge Computing ermöglicht werden, können Sie auf einem immer stärker umkämpften globalen Markt wettbewerbsfähig bleiben.

Erfahren Sie mehr über die industriellen Automatisierungslösungen von Belden.

Passende Ressourcen:

• Einsatz digitaler Zwillinge in der digitalen Transformation der Fertigung
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• Industrial-Edge-Lösungen: Warum sind sie erforderlich?