Wie Luftfahrt-OEMs digitale Zwillinge zur Optimierung ihrer Fertigung nutzen können

Digital-Twin-Technologieschreibt still und leise die Regeln der Luft- und Raumfahrtproduktion neu. Digitale Zwillinge, einst ein futuristisches Konzept, sind heute wichtige Werkzeuge für Originalhersteller (OEMs) in der Luftfahrt, die ihre Produktionskosten senken, die Markteinführungszeit verkürzen und die Zuverlässigkeit von Flugzeugen verbessern möchten.

Digitale Zwillinge sind datengesteuerte virtuelle Modelle, die physische Systeme abbilden und kontinuierlich aus realen Eingaben lernen. So können OEMs Ergebnisse simulieren, Designs testen und Wartungsbedarfe vorhersagen, lange bevor physische Hardware gebaut oder eingesetzt wird. Sie können auch neue Grundrisse testen, um die Auswirkungen auf die Produktionsleistung zu ermitteln.

Unternehmen wie Airbus, Rolls-Royce, Siemens und Bell profitieren bereits von den Vorteilen. Airbus hat die Produktionsvorlaufzeiten für seine A320- und A350-Programme mithilfe digitaler Modelle für den gesamten Lebenszyklus drastisch verkürzt (Airbus Newsroom), und Siemens behauptet, dass digitale Zwillinge die Kosten für technische Nacharbeiten bei einigen Kunden aus der Luft- und Raumfahrt von 20 % auf nur 1 % gesenkt haben (Aviation International Nachrichten).

In diesem Artikel wird untersucht, wie OEMs in der Luftfahrtbranche digitale Zwillinge nutzen, um Flugzeuge schneller und sicherer zu entwerfen und zu bauen und die nächste Generation von Luftfahrtexperten auszubilden.

Was sind digitale Zwillinge und warum sind sie wichtig?

Ein digitaler Zwilling ist eine lebendige, sich entwickelnde Nachbildung eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems, die durch die kontinuierliche Zufuhr von Echtzeitdaten das reale Verhalten simuliert. In der Luftfahrt kann dies beispielsweise der Zwilling eines Triebwerks oder einer ganzen Produktionslinie sein.

Digitale Zwillinge werden durch Technologien wie IoT-Sensoren (Internet of Thing), KI- und ML-Algorithmen (Machine Learning) sowie Cloud-basierte Analysen ermöglicht. Diese ermöglichen es Herstellern, alles virtuell zu replizieren, vom Luftstrom in den Flügeln bis hin zu den Abmessungen neuer Getränkewagen, bevor sie sich für den physischen Bau entscheiden. Diese Modelle sind dynamisch, werden ständig mit Betriebsdaten aktualisiert und sind an Simulationen gekoppelt, die nahezu endlose Szenarien durchlaufen.

Für OEMs liegt der Wert auf der Hand: Anstatt sich auf kostspieliges und zeitaufwändiges Ausprobieren zu verlassen, können sie Designs digital validieren und teure Fehler vermeiden.

Bei Siemens unterstützt die digitale Zwillingssoftware Startups wie JetZero dabei, eine Flugzeugzertifizierungszeit von nur fünf Jahren anzustreben, was deutlich schneller ist als bei herkömmlichen Programmen wie der Boeing 787 oder dem Airbus A350 (Aviation International Nachrichten).

Todd Tuthill, Vizepräsident für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Marine bei Siemens Digital Industries Software, sagt, dass mit ihrer Technologie ein Blended-Wing-Body-Flugzeug für 250 Passagiere gebaut und zertifiziert werden kann, und zwar „in zwei Drittel der Zeit, die [andere OEMs] für die Zertifizierung ihrer neuesten Clean-Sheet-Designs benötigten.“

Tuthill führt diese aggressiven Zeitrahmen auf die überlegenen digitalen Zwillingstechnologien zurück und sagt, dass sie jetzt „Flugzeuge fliegen können, bevor sie gebaut sind“ – lange bevor die Fabrik überhaupt existiert.

Digital Twinning ist auch ein zentraler Bestandteil der „IntelligentEngine“-Initiative von Rolls-Royce. Das Unternehmen nutzt Sensordaten und Echtzeitanalysen, um das Verhalten von Triebwerken unter extremen Bedingungen zu simulieren und geht damit weit über die Möglichkeiten herkömmlicher physikalischer Tests hinaus.Rolls-Royce Medien).

Nick Ward, Vizepräsident für digitale Systeme bei Rolls-Royce, erzähltFertigung und Design in der Luft- und Raumfahrtdass es weniger Prototypen, schnellere Zeitpläne, bessere Leistung und einen höheren ROI ermöglicht (Fertigungsdesign für die Luft- und Raumfahrt).

Ihre Triebwerke seien so gut konstruiert und gewartet, sagt Ward, dass das Trent-Triebwerk von Rolls-Royce zwischen „signifikanten Triebwerksereignissen“ mehr als 1.000 Mal um die Erde fliegen könne. Die multivariable Prognose des Unternehmens könne die Leistung von Teilen abbilden und einen präzisen „vorausschauenden Wartungstermin bis hin zur einzelnen Teilenummer“ liefern.

Beschleunigen Sie die Flugzeugkonstruktion mit virtueller Sicherheit

Digitale Zwillinge verändern die Herangehensweise von OEMs an die frühesten Phasen der Flugzeugkonstruktion. Bei Airbus nutzen Ingenieure physikbasierte Simulationen und detaillierte 3D-Modelle für schnellere Konstruktionszyklen und reduzierte Qualitätsprobleme, insbesondere bei den Flugzeugfamilien A320 und A350 (Airbus Newsroom).

Airbus FlightLab – ein modifizierter H130-Helikopter – wurde zum Testen von Autonomiesystemen, Rotorschlagvermeidung und vereinfachter Fly-by-Wire-Steuerung eingesetzt. Der Demonstrator DisruptiveLab konzentriert sich auf die Reduzierung des Luftwiderstands und der CO₂-Emissionen. Das Unternehmen schätzt, dass das DisruptiveLab den Treibstoffverbrauch im Vergleich zu aktuellen Designs um 50 % senken könnte (Vertikal).

Rolls-Royce verfolgt einen ähnlichen Ansatz bei der Triebwerksentwicklung (Rolls-Royce Medien). Vizepräsident Nick Ward sagt: „Den Fluggesellschaften werden täglich neue, genaue Informationen vorgelegt, die nahtlos von ihrem Wartungsplaner verarbeitet werden.“

Erste Berichte von Rolls-Royce zeigen enorme Fortschritte: Datenintegrationen verlängern die Nutzungsdauer von Triebwerken und anderen teuren Komponenten erheblich und erhöhen sogar die Zeit bis zum ersten Ausbau des Triebwerks um fast 50 % (Fertigung und Design in der Luft- und Raumfahrt).

„Wenn man über dieses Maß an Überwachung und Daten verfügt“, sagt Ward, „sind ihre früheren Ansätze zur vorbeugenden Wartung obsolet.“ Ausfälle lassen sich fast immer auf die Ebene einzelner Teile zurückführen, und zwar lange vor den geplanten Wartungszyklen.

Das Unternehmen hat eine „Erfolgsquote von 100 %“ bei der Erreichung seines Ziels „Null falsche Vorhersagen“.

In diesen Beispielen ermöglichen digitale Zwillinge den OEMs, schneller intelligentere und sicherere Flugzeuge zu bauen – mit weniger Überraschungen bei Produktion und Leistung.

Intelligentere Fertigung: So optimieren OEMs Produktionslinien

Die Konstruktion eines Flugzeugs ist eine Herausforderung. Es maßstabsgetreu, effizient und ohne Verzögerungen zu bauen, eine andere. Auch hier erweisen sich digitale Zwillinge als unschätzbar wertvoll – insbesondere bei der Planung und Simulation von Produktionslinien.

JetZero setzt stark darauf, die Produktion gleich beim ersten Mal richtig zu machen. Mit den digitalen Zwillingstools von Siemens kann das Unternehmen Produktionsprozesse simulieren, Engpässe identifizieren und Fabriklayouts optimieren, bevor überhaupt mit dem Bau begonnen wird (Aviation International Nachrichten). „Ich kann es kaum erwarten, eine Fabrik [als digitalen Zwilling] zu bauen und dann festzustellen, dass ich sie falsch konstruiert habe“, sagte Siemens-Vizepräsident Todd Tuthill gegenüber Aviation International News (AIN). Das ist der Sinn dieser Technologie: Fehler virtuell und nicht physisch zu beheben.

Airbus verfolgt einen ähnlichen Ansatz mit seinen Demonstratoren PioneerLab und Racer. Dort testet das Unternehmen alles von Rotorschlagsensoren über aerodynamische Effizienz bis hin zu Hybridantrieben. Ziel ist es, Komponenten zu validieren und gleichzeitig Montagelinien und Wartungsprotokolle zu optimieren (Vertikal).

In den Werken des Unternehmens in Illescas und Saint-Eloi überwachen digitale Zwillinge alles von Maschinenvibrationen bis hin zu Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Diese Daten fließen in Entscheidungen zur Qualitätskontrolle, Maschinenwartung und Arbeitsablaufoptimierung ein (Airbus Newsroom). Darüber hinaus ermöglichen Smartglasses und Tablets virtuelle Schulungen für Fabrikarbeiter, bevor sie überhaupt die Produktionshalle betreten.

Die technologischen Fortschritte sind beeindruckend. Der Airbus Racer spart 20 Prozent Treibstoff, indem er eines seiner beiden Triebwerke in Reiseflughöhe in Standby schaltet, und fliegt dennoch deutlich schneller als herkömmliche Hubschrauber. Zudem können die Flügel 40 Prozent des Auftriebs übernehmen, was die Belastung des Rotors reduziert. Zudem werden Vibrationen reduziert, was den Komfort für Passagiere und Piloten verbessert (Airbus Newsroom).

Reduzierung der Ausfallzeiten von Flugzeugen

Für OEMs und Betreiber in der Luftfahrt sind Ausfallzeiten gleichermaßen katastrophal. Jedes stillgelegte Flugzeug bedeutet Umsatzeinbußen, Planungsprobleme und kaskadierende Verzögerungen. Über die Fertigung hinaus gewinnen digitale Zwillinge für MRO-Unternehmen (Wartung, Reparatur und Überholung) zunehmend an Bedeutung.

Ein digitaler Zwilling einer Triebwerks- oder Fahrwerkskomponente kann kontinuierlich Daten von eingebetteten IoT-Sensoren empfangen, Verschleiß und Verschlechterung unter verschiedenen Bedingungen verfolgen. GE hat beispielsweise digitale Zwillinge für einzelne Komponenten wie Fahrwerke entwickelt, um detaillierte Einblicke in die Lebenszyklen von Teilen zu erhalten (AeroTime).

Laut Deloitte können vorausschauende Wartungsprogramme die Ausfallzeiten von Flugzeugen um 15 % reduzieren, die Arbeitsproduktivität um 20 % steigern und die Wartungskosten um 18–25 % senken (AeroTime). McKinsey fügt hinzu, dass dieser Ansatz auch die Flugzeugverfügbarkeit um bis zu 15 % erhöhen kann.

Air France–KLM gehört zu den großen Fluggesellschaften, die stark auf KI-gestützte digitale Zwillinge setzen. Durch die Kombination generativer KI-Tools aus der Google Cloud mit flottenweiten Sensordaten kann die Fluggesellschaft die Analyse von Wartungsdaten von Stunden auf Minuten verkürzen (AeroTime). Bis heute hat Air France-KLM über 900.000 Ansichten von 104 digitalen Zwillingen genutzt, um diese Zuverlässigkeitsgewinne zu erzielen (Matterport).

Digitale Zwillinge werden auch für Rundgänge vor dem Flug durch den Piloten verwendet und verkürzen die Reinigungszeit der Besatzung um bis zu 30 %, wodurch die Flugbereitschaft des Flugzeugs verbessert wird (Matterport).

Bei Delta Air Lines sind fast 1.000 Großraumflugzeuge mit der Airbus Skywise-Plattform verbunden, die Echtzeit-Datenströme für die entsprechenden digitalen Zwillinge ermöglicht. Über 50.000 Nutzer verlassen sich auf das System, um Verschleiß vorherzusagen, Wartungspläne zu optimieren und AoG-Ereignisse zu vermeiden. (Airbus Newsroom).

Lockheed Martin erforscht eine noch futuristischere Anwendung: die Entwicklung digitaler „E-Pilot“-Zwillinge, die nicht nur Flugzeugsysteme, sondern auch menschliche Piloten in Echtzeit überwachen. Diese digitalen Copiloten könnten künftig bei kritischen Operationen unterstützen (AeroTime).

Simulation, Training und Personalentwicklung

Mit der Weiterentwicklung digitaler Systeme müssen sich auch die Menschen weiterentwickeln, die sie bedienen und warten. Dies stellt eine wachsende Herausforderung in der Luftfahrt dar, wo die Belegschaft altert und die nächste Generation völlig neue Fähigkeiten benötigt – sowohl mechanische als auch digitale.

Die Branche leidet unter einem Mangel an digital versierten Technikern. Boeing prognostiziert für 2024 einen Bedarf von 716.000 neuen Wartungsfachkräften in den nächsten zwei Jahrzehnten, und der Aviation Technician Education Council (ATEC) warnt vor einem Mangel an Ausbildern, die diese Fachkräfte ausbilden könnten (AeroTime).

Im Gegensatz zu anderen Sektoren, in denen KI möglicherweise Arbeitskräfte ersetzen könnte, benötigt die Luftfahrt qualifizierte FachkräftemitDigitale Werkzeuge. Der Aufstieg digitaler Zwillinge bedeutet, dass Techniker heute neben der traditionellen Schraubenschlüsseltechnik auch Datenmodelle, prädiktive Analysen und Simulationstools verstehen müssen. Schulungsprogramme passen sich langsam an, aber es gibt eine Dynamik.

Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und immersive Simulationen werden zu wichtigen Komponenten in Weiterbildungsprogrammen. Lösungen wie AK GO und AK View bieten AR-basierte Trainingsumgebungen, die Notfallmaßnahmen und Wartungsaufgaben simulieren (AeroTime).

Leonardo ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat einen digitalen Zwilling seines unbemannten Hubschrauber-Demonstrators Proteus erstellt, der es Teams ermöglicht, Komponenten virtuell zu entwickeln und zu testen, lange bevor ein echtes Flugzeug abhebt (Vertikal). Die synthetische Umgebung dient sowohl als Entwicklungs-Sandbox als auch als Trainingssimulator.

Das im Mai 2024 eröffnete UK Digital Twin Centre ist ein weiterer wichtiger Schritt. Das Zentrum konzentriert sich auf die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Schifffahrt und fördert Standardisierung und gemeinsame Infrastruktur, um die Ausbildung von Zwillingen zugänglicher zu machen (NATO-Organisation für Wissenschaft und Technologie).

Digitale Testumgebungen sind auch entscheidend, um sicherzustellen, dass simulationsbasiertes Training den gesetzlichen Anforderungen entspricht. Neue Rahmenbedingungen zielen darauf ab, Pilotenkompetenzprogramme mit Simulatorfunktionen zu integrieren und so die Lücke zwischen realistischem Trainingsansatz und Zertifizierungsstandards zu schließen (Königliche Luftfahrtgesellschaft).

Damit KI-Tools erfolgreich sind, ist Training erforderlich. Die Zukunft der Luftfahrt mag digital sein – aber sie ist weiterhin auf hochqualifizierte Fachkräfte angewiesen.

KI-gesteuerte Realität

Siemens erweitert die Grenzen zwischen KI und realer Welt mit seinem NX Immersive Designer, der Augmented Reality, Sprachbefehle und generative KI kombiniert, um Ingenieuren die Interaktion mit 3D-Modellen in einem realen Kontext zu ermöglichen (SSiemens Newsroom).

Auf der Paris Air Show 2025 verglich Siemens dieses Erlebnis mit einem funktionsfähigen Holodeck (aus dem Fernsehen).Star Trek), die Flugzeugdesigns in vollständig immersiven Umgebungen zum Leben erwecken (Aviation International Nachrichten).

Das autonome System Matrix von Sikorsky wird bereits in der Praxis eingesetzt. Im Jahr 2024 ermöglichte es einem Black-Hawk-Hubschrauber, einen simulierten Waldbrand autonom zu erkennen und zu löschen. Dabei identifizierte er das Feuer, positionierte das Flugzeug und warf ohne Zutun des Piloten präzise Wasser ab (Vertikal).

Herausforderungen und Hindernisse bei der Einführung

Trotz aller Versprechen stehen OEMs bei der großflächigen Einführung der Digital-Twin-Technologie vor erheblichen Hürden.

Interoperabilität ist eine der größten Herausforderungen. Die Integration digitaler Zwillingsplattformen über komplexe,multinationale Lieferkettenist keine leichte Aufgabe. Hersteller arbeiten mit Hunderten von Lieferanten zusammen, die jeweils unterschiedliche Tools, Standards und Datenformate verwenden. Der reibungslose und sichere Datenaustausch dieser Systeme ist eine große Hürde.

Die Kosten sind ein weiterer limitierender Faktor. Während digitale Zwillinge oft zulangfristige EinsparungenDie Anfangsinvestition kann hoch sein. Hochentwickelte Sensoren, Cloud-Infrastruktur, AR-Headsets (Augmented Reality), Softwarelizenzen und Schulungsprogramme summieren sich. Bei kleineren OEMs oder Tier-2- und Tier-3-Zulieferern kann es mehrere Jahre dauern, bis sich der ROI amortisiert.

Hinzu kommt der Fachkräftemangel. Wie bereits erwähnt, erfordern digitale Zwillingssysteme eine hybride Belegschaft, die mechanisches Fachwissen mit digitaler Kompetenz verbindet. Derzeit reicht unser Pool an qualifizierten Arbeitskräften nicht aus. Unternehmen mangelt es bereits an traditionell ausgebildeten Fachkräften, geschweige denn an solchen, die wissen, wie man KI-Technologien effektiv einsetzt (AeroTime).

Schließlich müssen die regulatorischen Rahmenbedingungen noch aufholen. Obwohl Agenturen wie die EASA (European Union Aviation Safety Agency) und die FAA damit beginnen, Simulationen in Zertifizierungsverfahren zu integrieren, besteht weiterhin Unsicherheit darüber, wie die rein digitale Validierung gehandhabt wird, insbesondere bei sicherheitskritischen Komponenten (Königliche Luftfahrtgesellschaft).

Was kommt als Nächstes: Die unmittelbare Zukunft digitaler Zwillinge und KI in der Luftfahrt

Die aktuelle Dynamik digitaler Zwillinge in der Luftfahrt ist unverkennbar und nimmt weiter zu. Erstausrüster (OEMs) investieren massiv in Simulation, künstliche Intelligenz (KI) und immersive Designumgebungen. Dies signalisiert einen grundlegenden Wandel in der Konzeption, dem Bau und sogar der Zertifizierung von Flugzeugen.

Die wichtigsten Design- und Fertigungsentscheidungen werden zunehmend im digitalen Bereich getroffen – lange bevor auch nur ein einziges physisches Teil bearbeitet oder installiert wird.

Ein überzeugendes Beispiel ist JetZero, dessen Strategie für digitale Zwillinge über das Flugzeug selbst hinausgeht und auch die Fabrik einschließt, in der es gebaut wird.

Durch die Simulation jedes Details sowohl des Produkts als auch der Produktionsumgebung schafft JetZero einen Präzedenzfall dafür, wie digitale Proofs eines Tages traditionelle Prüf- und Zertifizierungsabläufe ersetzen könnten. Anstatt auf langwierige physische Validierungen und kostspielige iterative Nacharbeiten zu warten, können Unternehmen den Aufsichtsbehörden bald virtuelle Demonstrationen präsentieren, die die Einhaltung von Sicherheits- und Qualitätsstandards belegen – noch bevor das erste Tool installiert ist (Aviation International Nachrichten).

KI eröffnet auch neue Möglichkeiten in Sachen Umweltverträglichkeit. Ein Beispiel hierfür ist der Airbus Racer-Helikopter, der im Rahmen der Initiative Clean Sky 2 entwickelt wurde (Saubere Luftfahrt der Europäischen Union,Vertikal). Der Drang nach umweltfreundlicheren Flügen war der Grund für die Entwicklung des KI-Systems, das die Abschaltung eines Triebwerks während des Fluges ermöglicht und ein eindrucksvolles Beispiel aus der Praxis ist, wie KI-Tools schnellere und effizientere Technologien hervorbringen, die auch besser für die Menschen und den Planeten sind.

Die gesamte Infrastruktur zur Unterstützung digitaler Zwillinge entwickelt sich rasant weiter. Digitale Zwillingsumgebungen entwickeln sich zu vernetzten Systemen, die als gemeinsame Informationsquelle für ganze Organisationen dienen.

Die Plattformen Skywise von Airbus und 3DEXPERIENCE von Dassault Systèmes veranschaulichen diese Entwicklung. Beide entwickeln sich zu grundlegenden Knotenpunkten für die unternehmensweite Zusammenarbeit in Echtzeit (Airbus Newsroom). Diese Plattformen ermöglichen simulationsgesteuerte Entscheidungsfindung auf jeder Geschäftsebene.

Die Zahlen sprechen für ihre Akzeptanz. Über 370.000 Kunden (12,5 Millionen Endbenutzer) nutzen derzeit 3DEXPERIENCE als CAD-Plattform (Computer-Aided Design). Die Kunden kommen aus 12 Branchen in 159 Ländern (Dassault Systems).

Die umfassende Integration der Plattform signalisiert, dass der Einsatz von KI zumindest für einige Geschäftsabläufe mittlerweile zum Mainstream gehört. Dieselben generativen Technologien, die die Luft- und Raumfahrt revolutionieren, prägen auch andere Branchen wie die Automobil-, Raumfahrt- und Energiebranche. KI-Tools beschleunigen die Prototypenentwicklung, reduzieren Materialverschwendung und ermöglichen es Teams, komplexe Systeme zu modellieren und Annahmen zu testen.

Da immer mehr Unternehmen Simulation, Datenmodellierung und KI-gestützte Erkenntnisse nutzen, wird ein breiterer Einsatz immer wichtiger. Für jedes Unternehmen, das Produkte entwickelt, Systeme verwaltet, Leistungsdaten analysiert oder Governance-Protokolle durchsetzt, bietet KI einen unmittelbaren, messbaren Mehrwert.

Die digitale Zwillingstechnologie der KI bildet die Grundlage der Luftfahrt. Was als Visualisierungs- und Designtool begann, hat sich zu einem Eckpfeiler der Innovation für nahezu jeden Aspekt des Flug- und Flugzeugmanagements entwickelt. Die Technologie wird bald das Echtzeit-Luftraummanagement und individuelle Passagiererlebnisse steuern. Die Grenze zwischen virtuell und physisch wird immer verschwimmen.

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FAQs

Seit wann gibt es die Technologie des digitalen Zwillings?

Das Konzept hinter digitalen Zwillingen lässt sich auf das Apollo-Programm der NASA in den 1960er Jahren zurückführen, als Ingenieure exakte terrestrische Nachbildungen von Raumfahrzeugen bauten, um Fehler zu simulieren und missionskritische Szenarien vor dem Flug zu testen (NASA-Server für technische Berichte). Die grundlegenden theoretischen Wurzeln reichen sogar noch weiter – bis zu David Gelernters Buch von 1991Spiegelwelten, die digitale Reflexionen komplexer Systeme vorsah(Affe).

Anwendungen in der Fertigung entstanden im Jahr 2002, als Dr. Michael Grieves an der University of Michigan das Modell der gespiegelten Räume einführte, bei dem das physische Objekt, das virtuelle Gegenstück und die Datenverbindung in den Mittelpunkt dessen gestellt wurden, was wir heute als digitale Zwillinge bezeichnen (MDPI).

Der Begriff „digitaler Zwilling“ selbst wurde jedoch erstmals 2010 vom NASA-Techniker John Vickers geprägt, der ihn formal in der Roadmap der Agentur für die Replikation, Simulation und Wartung von Raumfahrzeugen definierte (IN).

Seit wann wird die Digital-Twin-Technologie in der Luftfahrt eingesetzt?

Seit der Einführung der Technologie werden digitale Zwillinge in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Digitale Zwillinge wurden erstmals in den 1960er Jahren für das Apollo-Programm der NASA eingesetzt (NASA-Server für technische Berichte).

Andere Branchen, darunter die Fertigungsindustrie, die Automobilindustrie, das Gesundheitswesen sowie das Baugewerbe und die Architektur (AEC), begannen erst in den 2010er Jahren mit der sinnvollen Einführung der Digital-Twin-Technologie, da diese Technologien wie IoT-Sensoren und Cloud-Computing ermöglichte (Deloitte Einblicke).

Anfang der 2020er Jahre setzten Städte wie Singapur, Shanghai und Helsinki digitale Zwillinge ein, um städtische Infrastruktur, Verkehrsmuster und Umweltauswirkungen zu simulieren. Gleichzeitig begannen Versorgungsunternehmen, digitale Zwillinge einzusetzen, um Stromnetze, Pipelines und Wassersysteme in Echtzeit zu überwachen (Deloitte Einblicke,PricewaterhouseCoopers).

Sind digitale Zwillinge der Endpunkt der Entwicklung der KI-Technologie?

Digitale Zwillinge sind ein Mittelweg, nicht das Ende des Weges. Digitale Zwillinge bilden die Grundlage für das nächste Kapitel – kognitive Zwillinge und digitale Threads (Fakultät für Technologie, Päpstliche Katholische Universität von Paraná).

Kognitive Zwillinge gehen über die bloße Spiegelung und Simulation von Systemen hinaus; sie nutzen KI und maschinelles Lernen, um autonome Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Diese Modelle der nächsten Generation können die Produktion optimieren, Logistik umleiten und sogar ohne menschliches Eingreifen selbst korrigieren. Siemens entwickelt bereits Systeme, die KI mit Echtzeit-Datenströmen verbinden und so intelligentere Reaktionen in industriellen Netzwerken ermöglichen (Siemens Xcelerator).

Die zweite Herausforderung ist der digitale Thread, der einzelne Zwillinge über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg verbindet. Im Gegensatz zu eigenständigen Modellen integrieren digitale Threads Daten vom Entwurf bis zur Außerbetriebnahme und ermöglichen so eine echte End-to-End-Rückverfolgbarkeit und Optimierung auf Systemebene. In der Luftfahrt und im Verteidigungsbereich könnte dies bedeuten, dass Aufsichtsbehörden Flugzeugsysteme virtuell zertifizieren und dabei Simulationen verwenden, die viele physische Tests ersetzen (Deloitte Einblicke).