Smart Manufacturing

Smart Manufacturing, auch als intelligente Fertigung oder Industrie 4.0 bezeichnet, ist der Ansatz in der Produktion und deren Prozesse digitale Techniken zu integrieren, um Produktionsprozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und die Flexibilität zu verbessern.

Übersicht: Konzepte

In diesem Zusammenhang gibt es verschiedene Konzepte, die Teilaspekte oder Lösungen für Probleme anbieten.

• Industrial Internet
• Digital Twin / Digitaler Zwilling
• Industrial Metaverse (IMV)

Industrial Internet

Industrial Internet ist die Vernetzung von Produktionsanlagen, Maschinen, Sensoren und IT-Systemen. Dies ermöglicht einen reibungslosen Informationsaustausch und eine integrierte Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Teilen der Produktionsumgebung.
Das bildet die Grundlage für darauf aufbauende Konzepte wie „Digital Twin“ und „Industrial Metaverse“.

• Industrie 4.0 / Industrial Internet

Digital Twin / Digitaler Zwilling

Ein digitaler Zwilling ist das virtuelle Abbild einer Maschine in der vernetzten Industrieproduktion. Digitale Zwillinge gelten als eine Kernsoftware-Komponente der Industrie 4.0. Hierfür existieren Schnittstellen sowohl zum physischen System als auch zu einer Software-Umgebung in der die virtuelle Version des Geräts integriert ist.

Der Hintergrund, warum man einen digitalen Zwilling implementiert, sind folgende Funktionen:

• Simulation von Aktionen
• Predictive Maintenance
• Optimierungen der physischen Systeme
• Daten der laufenden Systeme sammeln
• Interaktionsmöglichkeiten, um das Verhalten des Systems aktiv zu beeinflussen
• Simulation das System abbilden

Ein System für digitale Zwillinge besteht typischerweise aus drei Komponenten:

• zentrales Digital-Twin-Interface
• IoT-Hub zum Verbinden
• Simulationstool (optional)

Die Simulation spiegelt das mögliche Verhalten des echten Systems und ist funktional mit ihm identisch. Sie liefert dieselben Daten und bietet dieselben Interaktionsmöglichkeiten.
Weil die Simulation in einer virtuellen Umgebung abläuft, können bei Tests keine Geräte kaputtgehen. Eine Simulation erlaubt das schnelle Ausprobieren verschiedener Szenarien vor dem Praxiseinsatz.

Industrial Metaverse

Das Metaverse ist eine digitale und virtuelle Parallelwelt, die über das Internet zugänglich ist. Es besteht aus virtuellen Umgebungen, digitalen Räumen und interaktiven Objekten, die von ihren Benutzern erstellt, erlebt und benutzt werden können. Die Benutzer werden im Metaversum durch Avatare repräsentiert. Diese Avatare können individuell gestaltet werden und ermöglichen es den Benutzern, sich in der digitalen Welt zu bewegen und zu interagieren. Im Metaverse besteht die Möglichkeit mit anderen Avataren zu kommunizieren, zu interagieren, zusammenzuarbeiten und Aktivitäten durchzuführen, ähnlich wie im realen Leben.
Um sich im Metaverse aufhalten zu können, bedarf es einer Kombination verschiedener Techniken und Geräte aus dem Bereich Virtual Reality und Augmented Reality. In der Regel handelt es sich um eine aufsetzbare Brille mit integriertem Display, um das Metaverse sehen zu können.
Ursprünglich wurde der Begriff Metaverse vom Umfeld um Mark Zuckerberg (Meta, Facebook, Instragram) geprägt. Trotz erheblicher Investitionen ist auch diese digitale Welt, wie jede andere auch, nicht im Massenmarkt angekommen.

Im Zuge des Hypes um das Metaverse entstand auch der Begriff Industrial Metaverse, was ein Metaverse mit industriellem Bezug sein soll. Auch hier existiert eine virtuelle Welt mit realem Bezug. Die Idee ist es, eine oder mehrere Maschinen als digitalen Zwilling mit Hilfe von Virtual Reality zu steuern. Im Prinzip muss man sich das so vorstellen, dass man eine Produktionsanlage, wie in einem Flugsimulator steuern kann.

Digital Twin vs. Industrial Metaverse

Der Unterschied zwischen Digital Twin vs. Industrial Metaverse liegt in unterschiedlichen Bedienungskonzepten. Während der Digital Twin über mehrere Computerbildschirme sichtbar ist und klassisch bedient wird, ist das Industrial Metaverse eine 3D-Welt, die über ein entsprechendes Headset oder eine Brille bedient werden muss. Dieses Konzept ist visionärer, mit vielen offenen Fragestellungen bezüglich Bedienung und Anwendbarkeit.

Weitere verwandte Themen:

• Internet der Dinge / Internet of Things (IoT)
• IoT-Architektur
• IoT-Schichtenmodell
• Industrie 4.0 / Industrial Internet

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