Skip to content
BY 4.0 license Open Access Published by De Gruyter October 25, 2019

Vom Digitalen zum Virtuellen Zwilling

Mehrwert der Digitalisierung in der Produktion

From Digital to Virtual Twin
Benefit of Digitization in Production
  • Sven Winkler , Marco Schumann and Philipp Klimant

Kurzfassung

Die voranschreitende Digitalisierung in der Produktion ermöglicht es, große Datenmengen, welche im Prozess anfallen, aufzunehmen. Dabei stellt sich die Frage, wie diese Datenmengen sinnvoll ausgewertet und genutzt werden können, um einen Mehrwert daraus zu ziehen. Der vorliegende Beitrag stellt dazu das Konzept des Virtuellen Zwillings – eine Erweiterung des bekannten Digitalen Zwillings – vor, und verdeutlicht anhand von mehreren Anwendungsfällen, wo Nutzenpotenziale von diesem liegen. Dabei wird einer der Anwendungsfälle, mit Fokus auf einer Echtzeit-Schnittstelle zur Maschinensteuerung mit der Hilfe von OPC UA, detaillierter erläutert.*)

Abstract

The ongoing digitalization enables gathering big amounts of process data. The question thereby is how such huge amounts of data can be meaningfully processed and used to obtain additional value. This article introduces the concept of the Virtual Twin, which extends the well-known Digital Twin and demonstrates the usefulness based on three use cases. One of the use cases is described in detail with focus on a real-time interface to the CNC with the help of OPC UA.


M. Sc. Marco Schumann, geb. 1984, studierte Informatik an der Westsächsischen Hochschule Zwickau mit dem Schwerpunkt Systeminformatik und ist seit 2009 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse der Technischen Universität Chemnitz. Seine Arbeitsbereiche umfassen u. a. den Einsatz von Virtual Reality im Maschinenbau und die Echtzeitkollisionsvermeidung bei Werkzeugmaschinen. Des Weiteren untersucht er den Einsatz von Augmented-Reality-Technologien in der Produktion im Kontext von Industrie 4.0 sowie die Thematik der Datenerfassung von Werkzeugmaschinen.

M. Sc. Sven Winkler studierte zunächst Print and Media Technology und anschließend Mikrotechnik / Mechatronik an der TU Chemnitz und übernahm das HEIGHT-Projekt als Wissenschaftlicher Mitarbeiter seit 2018 am Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse an der TU Chemnitz und widmet sich der Entwicklung des Virtuellen Zwillings. Weitere Forschungsfelder sind die Virtual und Augmented Reality.

Dr.-Ing. Philipp Klimant studierte Elektrotechnik an der Hochschule Mittweida. Seit 2007 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse der TU Chemnitz. Von 2011 bis 2019 leitete er die Abteilung Prozessinformatik und Virtuelle Produktentwicklung. Von 2013 bis 2015 leitete er zudem die Zentrale Koordinierungsstelle des Chemnitzer Spitzentechnologieclusters „Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik“ (eniPROD). 2013 promovierte er über Virtuelle Inbetriebnahme/Maschinensimulation mittels Virtual Reality. Von Februar 2016 bis Januar 2019 leitete er zudem die Gruppe Digitale Produktionssysteme und Virtual Reality am Fraunhofer IWU. Seit Anfang 2019 ist er in Personalunion Geschäftsführender Oberingenieur der Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik und Hauptabteilungsleiter Smarte Fabrik – Digitalisierung und Automatisierung am Fraunhofer IWU.


Literatur

1. Grieves, M.; Vickers, J.: Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems. In: Kahlen, F.-J.; Flumerfelt, S.; Alves, A. (Hrsg.): Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems–New Findings and Approaches. Springer International Publishing, Switzerland2017, S. 8511310.1007/978-3-319-38756-7_4Search in Google Scholar

2. Klostermeier, R.; Haag, S.; Benlian, A.: Digitale Zwillinge–Eine explorative Fallstudie zur Untersuchung von Geschäftsmodellen. HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik (2018) 2, S. 29731110.1365/s40702-018-0406-xSearch in Google Scholar

3. Bauernhansl, T.; Krüger, J.; Reinhart, G.; Schuh, G.: WGP-Standpunkt Industrie 4.0. Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik WGP e. V., 2016Search in Google Scholar

4. Brade, J.; Posdzich, M.; Klimant, P.: Prozessübergreifende Fertigung von metallischen Hochleistungsbauteilen. ZWF112 (2017) 3, S. 12212510.3139/104.111672Search in Google Scholar

5. Enste, U.; Mahnke, W.: OPC Unified Architecture. at–Automatisierungstechnik59 (2011), S. 39740410.1524/auto.2011.0934Search in Google Scholar

6. Seifert, C.; Wislauig, J.: Spiele entwickeln mit Unity 3D-Games mit Unity und C# für Desktop, Web & Mobile. 3. Aufl., Carl Hanser Verlag, München, Wien201710.3139/9783446453685Search in Google Scholar

7. Vacek, F.: GitHub – FreeOpcUa/freeopcua: Open Source C++ OPC-UA Server and Client Library. 27.08.2019. Online unter https://github.com/FreeOpcUa/freeopcua [Zugriff am 27.08.2019]Search in Google Scholar

8. Dejan, T.: OPC-UA Kommunikation. ed. Digitalization Days 2017: Siemens AG 2017, 2017, S. 32Search in Google Scholar

9. Posdzich, M.; Schöberlein, C.; Quellmalz, J.; Putz, M.: Burnishing of Prismatic Workpieces on Three-axis Machine Enabled by Closed Loop Force Control. Procedia CIRP81 (2019), S. 1028103310.1016/j.procir.2019.03.246Search in Google Scholar

Online erschienen: 2019-10-25
Erschienen im Druck: 2019-10-28

© 2019, Carl Hanser Verlag, München

This work is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Downloaded on 10.12.2023 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/104.112170/html
Scroll to top button