"Digital Twin": Die voll vernetzte Zweit-Fabrik in der VR-Brille

Logo des 5G-Testbeds in Berlin
Bild: teltarif.de / Thorsten Neuhetzki Unter dem Schlagwort "Industrie 4.0" redet die deutsche Wirtschaft davon, dass Industriebetriebe vernetzt werden müssen. Eine Vielzahl an Sensoren soll Industrie­an­algen, Fertigungs­maschinen, Roboter und Werk­zeuge über­wachen und gegebenenfalls die Daten irgend­wohin zur Auswertung senden. Dies kann über kabel­ge­bundene Netzwerke (LAN) oder aber auch über WLAN oder LTE gehen - und der LTE-Nachfolger 5G soll einen weiteren Schub bringen.

Doch in deutschen Betrieben sitzen mitunter Geschäftsführer und Manager im fortgeschrittenen Alter in leitenden Positionen, die selbst nicht mit digitalen Techniken aufgewachsen sind und vielleicht erst von den Vorteilen der digitalen Vernetzung überzeugt werden müssen. Dazu kann es hilfreich sein, eine vernetzte Fabrikhalle erst einmal virtuell zu kreieren, bevor man sie tatsächlich baut oder eine bestehende Halle umrüstet.

Im Hinblick auf den kommenden 5G-Mobilfunkstandard gibt es bereits diverse 5G-Testcenter, beispielsweise in Dresden und in Berlin, in denen neue Techniken und Vernetzungsmöglichkeiten getestet werden. So lange 5G noch nicht final standardisiert ist, werden Übergangstechnologien und LTE-Erweiterungen getestet, die möglicherweise als Basis für die 5G-Standardisierung dienen können.

Auch die virtuelle Fabrik lernt von der echten

Logo des 5G-Testbeds in Berlin
Bild: teltarif.de / Thorsten Neuhetzki Beim 5G-Testbed Berlin [Link entfernt] , das im Rahmen des "5G Berlin Day" am Dienstag zu besichtigen war, können sich interessierte Betriebe melden und ihr Produkt oder ihre Dienstleistung im Hinblick auf aktuelle und zukünftige Ver­netzungs­möglich­keiten testen. Federführend beim 5G-Testbed Berlin sind die Institute Fraunhofer FOKUS, Fraunhofer HHI, die Telekom, Vodafone und die Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie GmbH.

Mit Hilfe eines "Digital Twin" ist es bei­spiels­weise möglich, eine bereits bestehende Fabrikhalle mit allen Maschinen in 3D auf einem Computer virtuell nachzubauen und in diesem 3D-Modell dann alle Maschinen miteinander zu vernetzen. Das Ergebnis können die Auftraggeber dann beispielsweise in einer VR-Brille betrachten und ggf. die Konfiguration anpassen.

Das Konzept wurde auch schon vom Fraunhofer IPK auf der Hannover-Messe gezeigt. Beim "Digital Twin" wird der komplette Produktionsprozess virtualisiert. Wie bei einer Software, die vor der Installation in einer virtuellen Maschine (Sandbox) ausprobiert wird, wo sie keinen Schaden anrichten kann, werden nun auch Änderungen am industriellen Produktionsprozess zunächst in der virtuellen Welt ausprobiert, bevor sie im "echten Leben" implementiert werden.

In Zukunft könnte es dank des Einsatzes von Sensoren, 5G und lernfähiger Software möglich sein, dass bei Abweichungen vom Produktionsprozess oder Fehlern bei einer Maschine die anderen Maschinen selbständig reagieren und den Fehler ausgleichen oder korrigieren, ohne dass sofort ein Mensch eingreifen muss oder die Produktion stillsteht. Derartige Vorkommnisse in der echten Fabrik werden dann automatisch in den digitalen Zwilling übernommen, damit die Mitarbeiter dort weitere Korrekturen am Produktionsablauf vornehmen, die nach erfolgreichem Test dann wieder in die echte Fabrik zur praktischen Anwendung zurückfließen.