Definitionen Was ist ein digitaler Zwilling?

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Ein digitaler Zwilling (engl. digital twin) ist die virtuelle Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objektes. Er besteht aus einer Vielzahl von Daten und Algorithmen und dient dazu, das Verhalten seines realen Gegenstücks in bestimmten Situationen so genau wie möglich vorherzusagen.

Digitale Zwillinge können sowohl von physischen als auch von nicht-physische Dingen erstellt werden. Dabei ist es unerheblich, ob es diese Objekte bereits in der realen Welt gibt oder sie erst in Zukunft existieren werden. Beispielsweise können Stadtteile oder Produktionsanlagen, die erst in Planung sind, digitale Zwillinge besitzen, die ihre zentralen Eigenschaften zum Ende der Fertigstellung beschreiben.

Vorteile digitaler Zwilling

Durch die Verbindung von virtueller und realer Welt ermöglichen digitale Zwillinge ausführliche Analysen der aufgenommenen Daten. Auf diese Weise lassen sich Konzepte bereits im Vorfeld validieren und Abläufe oder Prozesse ausgiebig im virtuellen Umfeld testen. Das ermöglicht Optimierungen schon in der Planungsphase und bewirkt eine deutlichen Effizienz- und Qualitätssteigerung, während gleichzeitig die Risiken sinken.

Anwendungsbereiche für digitale Zwillinge

Zu den prominentesten Einsatzbereichen digitaler Zwillinge zählt die Produktionstechnik. Dort bilden sie die Entwicklung und Fertigung von Produktionsanlagen und Produkten über deren gesamten Lebenszyklus ab und ermöglichen Vorhersagen des Verhaltens, die Optimierung von Produktionsprozessen im laufenden Betrieb und das Umsetzen von Erkenntnissen aus vorhergehenden Produktionserfahrungen.

Weitere Einsatzfelder sind:

• die intelligente Steuerung von Lagerhäusern und Hafenanlagen,

• Track-and-Trace-Technologien für Logistikunternehmen,

• die Simulation medizinischer Anwendungen am virtuellen Abbild von Patienten,

• Unterstützung urbaner Planungsszenarien als Voraussetzung für eine nachhaltige, bürgerorientierte Stadtentwicklung.

Digitale Zwillinge als Grundlage für Smart-Citys

Der digitale Zwilling einer Stadt ist weitaus mehr als ein digitales grafisches Modell. Er umfasst eine Vielzahl von Daten und Modellen zu unterschiedlichsten Themen und bildet sein reales Vorbild als veränderliche, lebendige, dynamische Umgebung in der virtuellen Welt ab. Damit schafft er wichtige Voraussetzungen für die Umwandlung einer Stadt in eine Smart-City.

Einerseits ermöglichen es digitale Zwillinge, mit Stadtentwicklungsmaßnahmen risikofrei zu experimentieren und auf diese Weise die bestmögliche Variante zu ermitteln. Andererseits bieten sie den Bewohnern die Gelegenheit, sich quasi mit einem Klick darüber zu informieren, welche Maßnahmen warum nötig sind, welche Folgen sie haben und wie viel sie kosten.

Was mit eGovernment anfing, reicht mittlerweile von der vollautomatisierten Terminvereinbarung für das Bürgerbüro über die intelligente Steuerung von Lichtquellen und Heizungen in Gebäuden bis hin zur smarten Verkehrsführung am Stau vorbei zum nächsten freien Parkplatz.

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