Hermann Hänle
3. August 2018 0
Automotive

Darf ich vorstellen? Ihr Zwilling

Zwillinge sind für die Forschung ein Glücksfall. Menschen mit identischem Gengut sind ideal für eine Vielzahl biologischer Experimente. Natürlich macht die Digitalisierung auch nicht halt vor Zwillingen und gebärt „digitale Zwillinge“, Digital Twins.

Wer sich mit Digital Twins an Arnold Schwarzenegger zurückerinnert fühlt, der liegt gar nicht so falsch. In the Sixth Day begegnet Schwarzenegger seinem Klon und zieht mit ihm gemeinsam los, die Welt (oder sein Leben) zu retten. So ein zusätzlicher On-Demand-Ersatz-Superman hat durchaus seine Vorteile – auch in der Produktion …

Alles begann mit dem Crashtest

In der produzierenden Industrie wird das Konzept des digitalen Abbilds gerade mächtig gehypt. Und das hat durchaus seinen Sinn. Jeder, der schon mal einen Crashtest gesehen hat, fragt sich: Warum muss man eigentlich ein nagelneues Auto zerstören? Und tatsächlich: Die Kosten für physische Komponenten, die in Tests zerstört werden, sind nicht unerheblich. Der Gedanke, statt eines Porsche, S-Klasse-Mercedes, Bentley, Lamborghini  ein unverwüstliches digitales Abbild auf die Rampe zu schicken und zu zerknautschen liegt nahe. Diese Simulationen sind heute fester Bestandteil des PLM-Prozesses und erfordern detaillierte Konstruktionsdaten, Berechnungsmodelle und nicht unerhebliche Rechenkapazitäten.

Digital Twin – der nächste Schritt

Der Gedanke des digitalen Twins geht aber noch einen Schritt weiter: Für ein Auto wird die digitale Abbildung nicht nur für Simulationen in der Design-/Entwicklungsphase genutzt, sondern der gesamte Lebenszyklus eines Autos wird im Rechner dargestellt. Das Auto fährt nicht nur auf der Straße, sondern auch in den virtuellen Welten. Das Rechenmodell wird mit den Daten aus der realen Welt abgeglichen und optimiert.

Damit wird der digitale Zwilling zum zentralen Baustein zwischen dem Engineering, der dauerhaften Nutzung eines Autos und der Produktion. Die Experten sprechen von „Closed Loop Lifecycle Management“. Die theoretische Daten aus der Fabrik und den Ingenieurbüros werden kontinuierlich mit den praktischen Erfahrungen der realen Welt optimiert. Sensoren an Bord des echten Autos sammeln Daten aus dem laufenden Betrieb. Diese werden dem Modell im Rechner hinzugefügt. Daraus können die Ingenieure dann ihre Vorhersagen spezifizieren, aber auch Rückschlüsse auf die Dimensionierung aktueller Komponenten in der aktuellen Baureihe ziehen.

Passt die Achse?

Ein Beispiel: In der Regel haben Autos auf den Straßen Achsen, die natürlich auch auf den digitalen Reißbrettern der Automobil-Ingenieure entstanden sind. Beim Design der Achsen gingen die Ingenieure von bestimmten Rahmenbedingungen aus, die ihrer Erfahrung entsprechen. Mithilfe des digitalen Twins kann die Dimensionierung der Achse nun detailliert geprüft werden. Sensoren melden dem digitalen Zwilling, welche Kräfte in einer Senke, einer Kurve oder bei einer Bremsung wirken. Dabei zeigt sich, in welche Fällen die Achse optimiert werden muss.

Der digitale Zwilling wird damit zum Geburtshelfer der nächsten Automobilgeneration. Neue Einblicke in das Live-Verhalten eines Autos. Eine Schatzgrube für die Automobildesigner. Digitalisierung macht’s möglich 😉

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