gesponsertDer Weg in die Hightech-Zukunft Wie virtuelle Zwillinge die Wettbewerbsfähigkeit sichern

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Dassault Systèmes Deutschland GmbH

Hightech-Unternehmen befinden sich permanent im Spannungsfeld zwischen rasantem technologischem Fortschritt und zunehmendem globalen Wettbewerb. Um in diesem dynamischen Umfeld erfolgreich zu bestehen, ist kontinuierliche Innovation unerlässlich. Unternehmen stehen vor der Herausforderung, neue Produkte so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen, während sie gleichzeitig höchste Qualitätsstandards wahren müssen.

Die Hightech-Branche sieht sich zunehmend strengeren Regulierungen ausgesetzt, was den Druck auf die Unternehmen erhöht. Entwicklungsabteilungen stehen vor der Herausforderung, eine umfassende Validierung sicherzustellen. Gleichzeitig werden Hightech-Produkte immer komplexer und erfordern eine enge Verzahnung von Elektronik, Hard- und Software. Dies bedeutet, dass verschiedene Disziplinen parallel entwickelt werden müssen. Ohne ein ganzheitliches Verständnis der Systeme ist es kaum noch möglich, frühzeitig Fehler zu erkennen und potenzielle Schwachstellen zu identifizieren. Unternehmen laufen dadurch Gefahr, verspätet zu reagieren, was kostspielige Korrekturen nach sich ziehen kann. Im schlimmsten Fall sind Rückrufaktionen erforderlich, die sowohl hohe finanzielle Aufwände verursachen als auch das Unternehmensimage stark beschädigen.

Der akute Fachkräftemangel verschärft die Problematik zusätzlich. Immer weniger Hightech-Experten stehen zur Verfügung, um die wachsende Komplexität von Produkten und Prozessen zu bewältigen. Wichtige Details in der Entwicklung können aufgrund von Kommunikationsbarrieren, mangelnder Transparenz oder strukturellen Schwierigkeiten leicht übersehen werden.

Innovationen durch virtuelle Zwillinge

Vor diesem Hintergrund sind Hightech-Unternehmen auf der Suche nach innovativen Ansätzen, um ihre Innovationskraft zu steigern und gleichzeitig die Effizienz in Entwicklung und Produktion zu verbessern. Die Virtual Twin-Technologie bietet eine vielversprechende Lösung, um diese Ziele zu erreichen, ohne den bereits hohen Druck auf Teams und Partner weiter zu erhöhen.

Ein virtueller Zwilling ist ein digitales Modell eines realen Produkts oder Systems, das es ermöglicht, komplexe physikalische Eigenschaften und Verhaltensweisen in einer virtuellen Umgebung zu simulieren und zu analysieren. Durch die präzise physikalische Beschreibung eines virtuellen Zwillings können dessen Eigenschaften, Leistungsfähigkeit und Verhalten in verschiedenen Szenarien getestet und optimiert werden. Potenzielle Fehler und Schwachstellen lassen sich bereits in einem frühen Entwicklungsstadium identifizieren und beheben, was zu einer verbesserten Produktqualität und reduzierten Entwicklungszeiten führt.

Ein Beispiel für den Einsatz eines virtuellen Zwillings ist die Entwicklung einer innovativen Spielekonsole. Durch diesen Ansatz können die gleichzeitig laufenden Entwicklungszyklen für Elektronik, Hardware und Software jederzeit digital geprüft und aufeinander abgestimmt werden. So lassen sich beispielsweise Kühlstrategien frühzeitig testen und die elektromagnetische Konformität für verschiedene Varianten automatisiert prüfen.

Doch nicht nur die Produktentwicklung profitiert von dieser Technologie; auch die Fertigung wird revolutioniert. Durch den Einsatz eines virtuellen Zwillings haben Unternehmen die Möglichkeit, ihre gesamten Produktionsprozesse simulieren, um mögliche Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen sowie die Arbeitsplatzergonomie und -sicherheit zu optimieren. Durch die digitale Modellierung der Produktionsabläufe lassen sich Verbesserungen bereits in der Planungsphase umsetzen. Zudem ermöglicht die Rückführung der Daten aus der realen Produktion eine präzise Abstimmung der Maschinen sowie die Optimierung von Anpassungen und Wartungsprozessen. Das Ergebnis sind minimale Ausfälle und maximale Produktivität.

Flexibilität in Design, Entwicklung und Fertigung

Produktdesigner, Ingenieure und Fertigungsspezialisten arbeiten häufig parallel sowie global und müssen kontinuierlich koordiniert werden. Dabei ist eine leistungsstarke Innovationsplattform, wie die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes, unverzichtbar. Diese bietet eine durchgängige Konnektivität und vereinfacht die Zusammenarbeit. Funktionen wie Echtzeit-Kollaboration und nahtloses Projektmanagement sorgen für effiziente Abläufe.

Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) gewinnt in diesem Rahmen zunehmend an Bedeutung, da dieser Ansatz Unternehmen dabei unterstützt, die Systemarchitektur als Grundlage für den gesamten Entwicklungsprozess eines Produkts zu nutzen. Dieser Prozess beginnt in der Konzeptphase und reicht bis zur Verifikation und Übergabe an die Fertigung. Durch die Verknüpfung der Produktanforderungen sowie der funktionalen und logischen Architektur des Systems mit der nachgelagerten Entwicklung in den Fachbereichen können Fehler frühzeitig erkannt, Änderungen schnell umgesetzt und Entwicklungszeiten deutlich verkürzt werden. In diesem Kontext spielt der virtuelle Zwilling eine entscheidende Rolle, indem er als zentrale und verlässliche Referenz fungiert, die alle Beteiligten in den verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses unterstützt.

Nachhaltigkeit und Effizienz vereinen

Auch im Bereich der Nachhaltigkeit spielt der virtuelle Zwilling eine Schlüsselrolle. Durch datengestützte Einblicke können Unternehmen frühzeitig Tests durchführen, Fortschritte messen und Trends erkennen. Virtuelle Zwillinge ermöglichen beispielsweise mithilfe valider Materialmodelle zuverlässige Aussagen über Umweltbelastungen, Lebensdauer und Strukturfestigkeit zu. So werden weder Zeit noch physische Ressourcen verschwendet. Datenbasierte Entscheidungen und Simulationen unterstützen bei der Auswahl der richtigen Topologien, Materialien und Lieferquellen und setzen diese gewinnbringend ein.

Um den wachsenden und komplexen Anforderungen gerecht zu werden, sind die Möglichkeiten der 3DEXPERIENCE Plattform hinsichtlich Skalierbarkeit und Flexibilität von entscheidender Bedeutung. Die Plattform kann flexibel an unterschiedliche Teams, Projekte und Unternehmensgrößen angepasst werden – von kleinen Gruppen bis hin zu global agierenden Unternehmen mit Tausenden von Mitarbeitenden. Der virtuelle Zwilling ist ein integraler Bestandteil dieses flexiblen Ansatzes, da er es Unternehmen erlaubt, ihre Systeme und Prozesse effizient zu skalieren. Dabei spielen auch Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit eine wichtige Rolle. Ob On-Premise oder in der Cloud – die 3DEXPERIENCE Plattform ist sicher und für alle Beteiligten leicht zugänglich.

Nicht zuletzt ist auch eine nahtlose Integration in bestehende Systeme möglich. Unternehmen nutzen häufig bereits bewährte Tools für ERP, MES, EDA, CAD und CASE. Daher ist eine Integration in diese vorhandenen Systeme entscheidend, um das vorhandene Wissen zu nutzen und die Produktivität zu steigern.

Zusammengefasst ist der virtuelle Zwilling eine transformative Technologie, die es Unternehmen ermöglicht, ihre Innovationskraft zu steigern, die Produktionskosten zu senken und die Qualität von Produkten zu verbessern. Neben leistungsstarker Modellierung, Simulation, Systems Engineering und datengestützten Einblicken ist auch die Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität essenziell. Dies trägt dazu bei, dass die Mitarbeitenden eines Unternehmens schnell und effektiv mit den neuen Systemen interagieren können, wodurch die Akzeptanz steigt und langfristiger Erfolg gewährleistet wird.

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