Das Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) startete am 01. Mai 2019 und endete am 31. Januar 2020. Es bildet die Basis für die Innovationsplattform InnoSentriS. Im Rahmen des Vorhabens stand zunächst die Vermittlung von Informationen, sowie die Gewinnung von Interessenten im Focus. Das Förderprojekt InnoSentriS will bei KMU (kleine und mittelständische Unternehmen) die Anwendung und Entwicklung von Digitalen Zwillingen initiieren. Hierzu soll ein interdisziplinäres Netzwerk geschaffen und etabliert werden, denn die Technologie des Digitalen Zwillings gehört zu den wesentlichen Innovationstreibern der Wirtschaft. Das Förderprojekt ist Bestandteil des Zehn-Punkte-Programms „Vorfahrt für den Mittelstand“, mit dem das BMBF die Innovationsdynamik im deutschen Mittelstand auf vielfältige Weise stärken will.
Projekt »Digitaler Zwilling«
Das Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) startete am 01. Mai 2019 und endete am 31. Januar 2020. Es bildet die Basis für die Innovationsplattform InnoSentriS. Im Rahmen des Vorhabens stand zunächst die Vermittlung von Informationen, sowie die Gewinnung von Interessenten im Focus. Das Förderprojekt InnoSentriS will bei KMU (kleine und mittelständische Unternehmen) die Anwendung und Entwicklung von Digitalen Zwillingen initiieren. Hierzu soll ein interdisziplinäres Netzwerk geschaffen und etabliert werden, denn die Technologie des Digitalen Zwillings gehört zu den wesentlichen Innovationstreibern der Wirtschaft. Das Förderprojekt ist Bestandteil des Zehn-Punkte-Programms „Vorfahrt für den Mittelstand“, mit dem das BMBF die Innovationsdynamik im deutschen Mittelstand auf vielfältige Weise stärken will.
Ziel des Projekts
Zielsetzung des Vorhabens war und ist es, insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) mit Schwerpunkt des Anlagen- und Maschinenbaus, sowie des Bauwesens zum Thema des Digitalen Zwillings zu informieren, und Ihnen die Potentiale des Digitalen Zwillings bezogen auf ihr Geschäftsmodell zu vermitteln. Als wesentliche Vorteile des Einsatzes von Digitalen Zwillingen können z. B. die Reduzierung von Entwicklungskosten allgemein sowie eine Verbesserung der prädiktiven Wartung und damit einhergehend eine Reduzierung der Wartungskosten genannt werden. Hierbei besteht ein eklatanter Unterschied zwischen KMU und großen Unternehmen: Da unterschiedliche Kompetenzfelder bei der Planung und Installation von Digitalen Zwillingen erforderlich sind, verfügen große Unternehmen i. d. R. über Spezialisten im Haus, die die einzelnen Arbeitsbereiche abbilden bzw. begleiten können. Ein KMU hingegen muss extern verschiedene Kompetenzen akquirieren, die wiederum miteinander verknüpft werden müssen. Hierzu sind professionelles Projektmanagement, Kapazitäten und Detailkenntnisse beim Einkauf erforderlich: Eine große Eintrittshürde, die es zu überwinden und zu entschärfen gilt. InnoSentriS will gerade KMU für Digitale Zwillinge begeistern, da der internationale Wettbewerb in dieser Technologie gut aufgestellt ist, und der deutsche Mittelstand den Anschluss bei internationalen Entwicklungen nicht verlieren darf. Insbesondere KMU verfügen über große Kreativität und Innovationsfähigkeit, es gilt diese besonderen Fähigkeiten für den Einsatz von Digitalen Zwillingen zu aktivieren.
Ein weiteres Ziel ist die Vernetzung von Industriepartnern unterschiedlicher Branchen, um einen Austausch zu Nutzen und Aufwand von Digitalen Zwillingen zu erreichen. Hier sollen insgesamt Vorbehalte und Berührungsängste abgebaut werden. Durch die Darstellung der unterschiedlichen Kompetenzvoraussetzungen und die Abgrenzung der einzelnen Gewerke für die Initiierung von Digitalen Zwillingen wird eine Auswahl von Anbietern und potentiellen Dienstleistern sichtbar, die Umsetzung für KMU erleichtert bzw. erst ermöglicht. Teilnehmende Unternehmen, Hochschulen und Forschungsinstitute haben so die Möglichkeit, sich zum Digitalen Zwilling auszutauschen, sich zu informieren und durch Kooperationen die Weiterentwicklung verschiedener Technologiefelder voranzutreiben.
Zielsetzung des Vorhabens war und ist es, insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) mit Schwerpunkt des Anlagen- und Maschinenbaus, sowie des Bauwesens zum Thema des Digitalen Zwillings zu informieren, und Ihnen die Potentiale des Digitalen Zwillings bezogen auf ihr Geschäftsmodell zu vermitteln. Als wesentliche Vorteile des Einsatzes von Digitalen Zwillingen können z. B. die Reduzierung von Entwicklungskosten allgemein sowie eine Verbesserung der prädiktiven Wartung und damit einhergehend eine Reduzierung der Wartungskosten genannt werden. Hierbei besteht ein eklatanter Unterschied zwischen KMU und großen Unternehmen: Da unterschiedliche Kompetenzfelder bei der Planung und Installation von Digitalen Zwillingen erforderlich sind, verfügen große Unternehmen i. d. R. über Spezialisten im Haus, die die einzelnen Arbeitsbereiche abbilden bzw. begleiten können. Ein KMU hingegen muss extern verschiedene Kompetenzen akquirieren, die wiederum miteinander verknüpft werden müssen. Hierzu sind professionelles Projektmanagement, Kapazitäten und Detailkenntnisse beim Einkauf erforderlich: Eine große Eintrittshürde, die es zu überwinden und zu entschärfen gilt. InnoSentriS will gerade KMU für Digitale Zwillinge begeistern, da der internationale Wettbewerb in dieser Technologie gut aufgestellt ist, und der deutsche Mittelstand den Anschluss bei internationalen Entwicklungen nicht verlieren darf. Insbesondere KMU verfügen über große Kreativität und Innovationsfähigkeit, es gilt diese besonderen Fähigkeiten für den Einsatz von Digitalen Zwillingen zu aktivieren.
Ein weiteres Ziel ist die Vernetzung von Industriepartnern unterschiedlicher Branchen, um einen Austausch zu Nutzen und Aufwand von Digitalen Zwillingen zu erreichen. Hier sollen insgesamt Vorbehalte und Berührungsängste abgebaut werden. Durch die Darstellung der unterschiedlichen Kompetenzvoraussetzungen und die Abgrenzung der einzelnen Gewerke für die Initiierung von Digitalen Zwillingen wird eine Auswahl von Anbietern und potentiellen Dienstleistern sichtbar, die Umsetzung für KMU erleichtert bzw. erst ermöglicht. Teilnehmende Unternehmen, Hochschulen und Forschungsinstitute haben so die Möglichkeit, sich zum Digitalen Zwilling auszutauschen, sich zu informieren und durch Kooperationen die Weiterentwicklung verschiedener Technologiefelder voranzutreiben.
Definition: Was ist ein digitaler Zwilling?
Ein Digitaler Zwilling ist das digitale Abbild eines realen Objekts (z. B. einer Maschine), das bestimmte Eigenschaften, Funktionen und Prozessparameter widerspiegelt und nach Möglichkeit in Echtzeit simuliert.
So können bereits vor der physischen Herstellung Zeit und Kosten in der Entwicklung stark reduziert und verschiedene Produkt- und Fertigungsalternativen untersucht werden. Das Konzept des Digitalen Zwillings revolutioniert die Produktentwicklung, Fertigung und den Anlagenbetrieb für alle produzierenden Unternehmen.
Der Digitale Zwilling umfasst vier technologische Innovationsfelder:
Ein Digitaler Zwilling ist das digitale Abbild eines realen Objekts (z. B. einer Maschine), das bestimmte Eigenschaften, Funktionen und Prozessparameter widerspiegelt und nach Möglichkeit in Echtzeit simuliert.
So können bereits vor der physischen Herstellung Zeit und Kosten in der Entwicklung stark reduziert und verschiedene Produkt- und Fertigungsalternativen untersucht werden. Das Konzept des Digitalen Zwillings revolutioniert die Produktentwicklung, Fertigung und den Anlagenbetrieb für alle produzierenden Unternehmen.
Der Digitale Zwilling umfasst vier technologische Innovationsfelder:
Sensorik
Cloud/Edge-Computing
Zentrale Datenbanksysteme oder Edge-Computing stellen hier gute Möglichkeiten dar.
Big Data/Simulation
HMI
Vorgehensweise
Als erster Projektschritt wurde die Interessentengewinnung durch Steigerung der Bekanntheit definiert. Hierzu beteiligte sich das Netzwerk InnoSentriS zu Projektbeginn an unterschiedlichen Tagungen, Workshops und Messen. In der Folge richtete das Netzwerk ein Strategiemeeting aus, um basierend auf den gesammelten Informationen mit den Teilnehmern u. a. die Erwartungshaltung an das Netzwerk und dessen Ausrichtung festzulegen.
Zielsetzung der Aktivitäten waren u. a.:
- Bekanntheitsgrad steigern und Interessenten finden
- Aufnahme des aktuellen Standes hinsichtlich des Wissens und der Anwendung des Digitalen Zwilling bei KMU
- Ermittlung und Qualifizierung sowie Quantifizierung der Bedarfe
- Akquisition und Vermittlung von Partnern
- Wissensvermittlung zum Thema Digitaler Zwilling
Parallel zu den eigenen Markterhebungen wurden Marktstudien von der Ruhruniversität Bochum durchgeführt und analysiert.
Die gesammelten Erkenntnisse wurden den Teilnehmern sowohl während der Abschlussveranstaltung wie auch digital zur Verfügung gestellt. (Siehe Dokumentation)
Als erster Projektschritt wurde die Interessentengewinnung durch Steigerung der Bekanntheit definiert. Hierzu beteiligte sich das Netzwerk InnoSentriS zu Projektbeginn an unterschiedlichen Tagungen, Workshops und Messen. In der Folge richtete das Netzwerk ein Strategiemeeting aus, um basierend auf den gesammelten Informationen mit den Teilnehmern u. a. die Erwartungshaltung an das Netzwerk und dessen Ausrichtung festzulegen.
Zielsetzung der Aktivitäten waren u. a.:
- Bekanntheitsgrad steigern und Interessenten finden
- Aufnahme des aktuellen Standes hinsichtlich des Wissens und der Anwendung des Digitalen Zwilling bei KMU
- Ermittlung und Qualifizierung sowie Quantifizierung der Bedarfe
- Akquisition und Vermittlung von Partnern
- Wissensvermittlung zum Thema Digitaler Zwilling
Parallel zu den eigenen Markterhebungen wurden Marktstudien von der Ruhruniversität Bochum durchgeführt und analysiert.
Die gesammelten Erkenntnisse wurden den Teilnehmern sowohl während der Abschlussveranstaltung wie auch digital zur Verfügung gestellt. (Siehe Dokumentation)
Ergebnis
Die Ziele des Projekts wurden umfänglich und ohne Einschränkungen erreicht. Ein anschauliches Bild des Wissenstandes und der Anwendung von Digitalen Zwillingen in der Zielgruppe ist nun vorhanden. Eine Bedarfsanalyse liegt vor. Interesse an Know-how zum Digitalen Zwilling, an entsprechenden Geschäftsmodellen und am Einsatz von Digitalen Zwillingen wurde geweckt. Anwender und Entwickler wurden miteinander vernetzt.
Abschlussarbeiten an Hochschulen zum Digitalen Zwilling wurden angeregt.
Die Vermittlung von Informationen und Wissen an die Beteiligten des Netzwerkes ist erfolgt und soll in Form eines halbjährlichen Newsletters fortgeführt werden.
Das Netzwerk InnoSentriS wurde als Kompetenznetz zum Digitalen Zwilling etabliert, und konnte mit anderen Netzwerken zur Digitalisierung verknüpft werden.
Als ein wesentliches Nebenergebnis des Projektes kann die Erstellung des physischen Demonstrators eines Digitalen Zwillings genannt werden. Der Demonstrator wurde im Rahmen einer Masterarbeit bei der ITB GmbH erstellt, und hat sich als hervorragendes Instrument zur Erläuterung der Funktionsweise eines Digitalen Zwillings im Bereich der Simulation erwiesen.
Wir bedanken uns beim BMBF für die Förderung.
Die Ziele des Projekts wurden umfänglich und ohne Einschränkungen erreicht. Ein anschauliches Bild des Wissenstandes und der Anwendung von Digitalen Zwillingen in der Zielgruppe ist nun vorhanden. Eine Bedarfsanalyse liegt vor. Interesse an Know-how zum Digitalen Zwilling, an entsprechenden Geschäftsmodellen und am Einsatz von Digitalen Zwillingen wurde geweckt. Anwender und Entwickler wurden miteinander vernetzt.
Abschlussarbeiten an Hochschulen zum Digitalen Zwilling wurden angeregt.
Die Vermittlung von Informationen und Wissen an die Beteiligten des Netzwerkes ist erfolgt und soll in Form eines halbjährlichen Newsletters fortgeführt werden.
Das Netzwerk InnoSentriS wurde als Kompetenznetz zum Digitalen Zwilling etabliert, und konnte mit anderen Netzwerken zur Digitalisierung verknüpft werden.
Als ein wesentliches Nebenergebnis des Projektes kann die Erstellung des physischen Demonstrators eines Digitalen Zwillings genannt werden. Der Demonstrator wurde im Rahmen einer Masterarbeit bei der ITB GmbH erstellt, und hat sich als hervorragendes Instrument zur Erläuterung der Funktionsweise eines Digitalen Zwillings im Bereich der Simulation erwiesen.
Wir bedanken uns beim BMBF für die Förderung.