Virtuelle Nachbildungen ermöglichen Unternehmen komplexe „Was-wäre-wenn“-Analysen. Prozess- oder Layoutänderungen lassen sich vorab am Bildschirm durchspielen, um Engpässe frühzeitig zu identifizieren. Das steigert die Agilität, Effizienz und Compliance der Produktion.
Digitale Zwillinge, neudeutsch auch Digital Twins genannt, haben sich von einem theoretischen Konzept zu einem der leistungsstärksten Werkzeuge der modernen Industrie entwickelt. Als komplexe, virtuelle Abbilder physischer Systeme – von einzelnen Komponenten über Maschinen bis hin zu kompletten Lieferketten – bilden sie den aktuellen Status, die Funktionalität und die Interaktionsdynamik ihrer realen Gegenstücke in Echtzeit ab. Das Marktpotenzial ist gewaltig: Hatte der weltweite Markt für digitale Zwillinge im Jahr 2023 einen Wert von rund 11,51 Milliarden Dollar, wird bis 2030 ein Wachstum auf etwa 137,67 Milliarden Dollar prognostiziert. Um diesen Wettbewerbsvorteil zu sichern, investieren Unternehmen vermehrt in diese Technologie und die dafür notwendige Cloud-ERP-Infrastruktur.
Was leisten digitale Zwillinge in der Fertigung?
Die Fertigungsindustrie bildet den weltweit größten Markt für diese Technologie. Laut einem Bericht von McKinsey setzen Unternehmen digitale Zwillinge primär ein, um ihre digitale Produktentwicklung zu beschleunigen und Entwicklungszyklen zu verkürzen. Durch optimierte Forschungs- und Entwicklungsprozesse (F&E) lassen sich die Kosten massiv senken.
Virtuelle Modelle bieten eine risikofreie Testumgebung, in der Innovationen erprobt werden können, bevor sie physisch entstehen. Sie erlauben es, das Verhalten von Anlagen unter wechselnden Bedingungen zu simulieren, Produktionspläne zu optimieren, Layouts anzupassen und tiefe Einblicke in den laufenden Betrieb zu gewinnen. Probleme können so behoben und die Instandhaltung optimiert werden – ganz ohne kostspielige Versuche in der realen Welt.
Langfristig bilden diese Systeme miteinander verbundene Netzwerke, die Experten als „digitalen Faden“ bezeichnen. Dieser kontinuierliche Informationsstrom begleitet ein Produkt oder System während seines gesamten Lebenszyklus – von der ersten Designskizze bis zur Stilllegung – und verändert die gesamte Wertschöpfungskette grundlegend.
Messbare Vorteile und strategischer Nutzen
Durch die kontinuierliche Überwachung und Optimierung der Prozesse via Echtzeit-Modellierung erzielen Hersteller signifikante Einsparungen und Umsatzsteigerungen. McKinsey beziffert die Potenziale im Schnitt auf:
- 10 % Umsatzanstieg durch optimierte Abläufe
- 50 % schnellere Time-to-Market
- 25 % höhere Produktqualität
Zudem erleichtern die virtuellen Nachbildungen komplexe „Was-wäre-wenn“-Analysen. Prozess- oder Layoutänderungen lassen sich vorab am Bildschirm durchspielen, um Engpässe frühzeitig zu identifizieren. Das steigert die Agilität, Effizienz und Compliance der Produktion. Neben kaufmännischen Vorteilen zahlen digitale Zwillinge auch auf die Nachhaltigkeit ein: Sie helfen, Ressourcen effizienter zu nutzen, Materialverschwendung zu minimieren, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren und Liefernetze zu optimieren.
Branchenübergreifender Einsatz und Herausforderungen
Obwohl die Fertigung Vorreiter ist, etabliert sich die Technologie auch in anderen Sektoren. Besonders weit fortgeschritten sind laut McKinsey die Automobilindustrie sowie die Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsbranche. Fahrzeughersteller nutzen die Zwillinge beispielsweise intensiv, um die Aerodynamik oder Antriebsleistung virtuell zu testen und die F&E-Effizienz zu maximieren.
Trotz der Vorteile ist die Einführung mit Hürden verbunden. Die Etablierung eines digitalen Zwillings erfordert anfangs erhebliche organisatorische Umstellungen, die fast alle Unternehmensbereiche betreffen. Digitale Fertigungstechnologien haben nun einmal branchenübergreifend disruptive Auswirkungen auf etablierte Prozesse. Da die Software-Werkzeuge im Zuge der technologischen Entwicklung jedoch immer leistungsfähiger und benutzerfreundlicher werden, sinkt die Einstiegsbarriere für Unternehmen kontinuierlich.
Praxisorientierte Weiterbildung für Fach- und Führungskräfte
Mit dem neuen Zertifikatslehrgang „SmartFactory Expert: Industrie 4.0 verstehen und umsetzen“ bietet die Technologie-Initiative SmartFactory KL e. V. in Zusammenarbeit mit der Technischen Akademie Esslingen (TAE) eine praxisorientierte Weiterbildung für Fach- und Führungskräfte aus Industrie und Produktion an. Der Lehrgang startet am 17. September 2026 in Ostfildern und vermittelt umfassendes Know-how rund um Industrie 4.0, Digitale Zwillinge sowie skill- und agentenbasierte Produktionsansätze.
Die Teilnehmer lernen, moderne Produktionskonzepte strukturiert zu bewerten, passende Roadmaps zu entwickeln und innovative Technologien bis hin zur praktischen Anwendung umzusetzen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Hands-on-Umsetzung in der Modellfabrik. Dort übertragen die Teilnehmenden ihre Konzepte direkt auf reale Hardware und sammeln praktische Erfahrungen mit modernen Produktionssystemen.
Der Lehrgang richtet sich an Fach- und Führungskräfte, die die digitale Transformation ihrer Produktion aktiv gestalten und moderne Industrie-4.0-Konzepte praxisnah verstehen und anwenden möchten. Der Zertifikatslehrgang besteht aus fünf Modulen, die auch einzeln gebucht werden können. Für den Erhalt des Zertifikats ist zusätzlich die erfolgreiche Teilnahme am fünften Modul „Prüfungsleistung“ erforderlich.
Vorherige Artikel zum Schwerpunkt „Cognitive Supply Chain Resiliency / Multi-Tier Visibility“