Digitaler Zwilling

Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Modell eines Prozesses, Produkts oder einer Dienstleistung. Die Paarung der virtuellen und der physischen Welt ermöglicht die Analyse von Daten und die Überwachung von Systemen, um Probleme zu vermeiden, bevor sie überhaupt auftreten, Ausfallzeiten zu verhindern, neue Möglichkeiten zu entwickeln und sogar mit Hilfe von Simulationen für die Zukunft zu planen.

An der Basis eines digitalen Zwillings steht oft ein mathematisches Modell, das das Original aus der realen Welt im digitalen Raum simuliert. Der Zwilling ist so konstruiert, dass er Input von Sensoren erhalten kann, die Daten von einem Gegenstück aus der realen Welt sammeln. Dies ermöglicht es, das physische Objekt in Echtzeit zu simulieren und dabei Einblicke in die Leistung und mögliche Probleme zu gewinnen.

Der Zwilling kann aber auch auf der Grundlage eines Prototyps seines physischen Gegenstücks entworfen werden. In diesem Fall kann der Zwilling bei der Verfeinerung des Produkts ein Feedback geben; ein Zwilling kann sogar selbst als Prototyp dienen, bevor eine physische Version gebaut wird.

IoT

Die Verbreitung von IoT-Sensoren (Internet of Things) ist ein wichtiger Aspekt, der digitale Zwillinge möglich macht. Mit der Vielfalt der Sensoren ergibt sich auch die Möglichkeit Digital-Twin-Szenarien auch im kleinen und weniger komplexen Maßstab umzusetzen, was Unternehmen zusätzliche Vorteile bringt.

Digitale Zwillinge können zur Vorhersage verschiedener Ergebnisse auf der Grundlage variabler (Zeitreihen-)Daten verwendet werden. Je besser ein digitaler Zwilling das physische Objekt spiegeln kann, desto wahrscheinlicher ist es, dass dadurch wertvolle Erkenntnisse gefunden werden können. Zum Beispiel können dadurch in der Fertigung Ausfälle vorhergesagt, oder Anomalien frühzeitig erkannt werden. Ein digitaler Zwilling, der den zukünftigen Zustand und das Verhalten eines Produkts modelliert, wird auch prädiktiver Zwilling genannt.

Virtual Reality

Ein digitaler Zwilling besteht typischerweise aus einer Beschreibung des Produkts, einer 3D-Darstellung und Details zu allen Sensoren, die im Produkt enthalten sind. Speziell die Verortung der Sensoren in 3D stellt einen wertvollen Nutzen dar, der z.B. bei der Analyse von Sensordaten räumliche Zusammenhänge aufzeigt.

Dieser Aspekt kann durch den Einsatz von Virtual Reality (VR) noch verstärkt werden. Räumliche Zusammenhänge sind in VR noch greifbarer, weil Abstände durch den Tiefeneindruck realistischer vermittelt werden. Im Kontext des digitalen Zwillings spielt VR ihre Stärken nicht nur in der Analyse, sondern auch im Bereich Design Review aus. Bei dieser Verfeinerung des Produkts spielen neben dem realistischen Eindruck auch die intuitive Bedienung sowie kooperative Aspekte (VR-Meetings) eine wichtige Rolle.

Unsere Leistungen für Sie

Visual Computing as a Service

Der Instant3Dhub ist eine Software-Plattform für Visual Computing as a Service-Lösungen. Im Zentrum stehen dabei End-To-End-Anwendungen, die On-Premise, in der Cloud und in hybriden Umgebungen umgesetzt werden können. Mit der Plattform ist der Betrieb intelligenter Anwendungen, die auf bestehenden und verteilten 3D-Daten (CAD-Daten) aufbauen, möglich – speziell auch im Kontext eines digitalen Zwillings.

Maßgeschneiderte Visualisierungssysteme

Visual Computing in Graz forscht an neuen Methoden zur Abstandsberechnung, Krümmungsberechnung, geometrischen Optimierung, etc. Diese Ergebnisse fließen als sogenannte Mikro-Services in die Visualisierungsplattform Instant3Dhub ein, können aber auch unabhängig genutzt werden.

Designautomatisierung

Designautomatisierung verbindet Design mit Optimierung, Simulation und künstlicher Intelligenz. Alle Designprozesse, die auf Regeln basieren, können automatisiert, verbessert und validiert werden. Die Anwendungsbeispiele reichen von Produktkonfiguratoren, die nur sinnvolle Konfigurationen ermöglichen, bis zur Lösung kompletter Konstruktionsaufgaben wie die Erstellung geometrisch vereinfachter Architekturmodelle zur Energieausweisberechnung.

Simulationsmodelle

Für die physikalische Simulation eines digitalen Zwillings werden spezielle Geometrierepräsentationen benötigt; z.B. ein Finite-Elemente-Modell (FEM) zur Belastungssimulation, Tetraeder-Netze für die 3D-Druck-Aufbereitung, Mittelflächen zur Stabilitätsanalyse, usw. Diese Konversionen und 3D-Aufbereitungen sind ein langjähriger Forschungsschwerpunkt des Teams in Graz.

Workflow-Automatisierung

Sie möchten große Mengen von Geometriedaten von der Konstruktion in anderen Abteilungen verwenden? Oder wollen Sie vollautomatisch Renderings von Ihren Produkten erstellen?

Wir beraten Sie gerne in allen Fragen wenn es um die Automatisierung von Geometrieverarbeitung geht. Insbesondere achten wir soweit möglich auf die Unabhängigkeit von proprietären Dateiformaten und die Verwendung von Open Source Software.