Viele klassische und althergebrachte (produzierende) Industriezweige in Deutschland sind dringend auf eine Digitalisierung angewiesen. Die Gründe hierfür sind technischer, gesellschaftlicher und ökonomischer Natur. Der demografische Wandel und der Fachkräftemangel bei gleichzeitig hoher Nachfrage nach Individualprodukten und kleinen Losgrößen sorgt nicht nur dafür, dass traditionsreiche Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeit verlieren können, sondern in letzter Konsequenz auch dafür, dass wertvolles Wissen verloren geht.
Ein Beispiel hierfür ist die Tufting-Technologie, ein Prozess im Textilmaschinenbau, mit dem u.a. Teppiche und Kunstrasen hergestellt werden. Die Einstellung der komplexen Maschine erfolgt nach wie vor manuell. Dabei bestimmen bis zu 10 statisch veränderbare Winkel, Exzenter und Längen an beispielsweise Pleueln oder Maschinenwellen (einige Meter lang) das Verhalten von mehreren Hundert Werkzeugtripletts, die im sub-mm-Bereich genau arbeiten müssen. Folglich haben winzige Parameterveränderungen einen immensen Einfluss auf die Qualität des Endproduktes. Einzelne Ergebnisse sind schwer (oder gar nicht) exakt reproduzierbar und die Anzahl der benötigten Testläufe und des produzierten Ausschusses hängt massiv von der Erfahrung des Maschineneinstellers ab.
Dieses Dilemma löst der Experimentierbare Digitale Zwilling (EDZ) einer Tuftingmaschine. Er bildet die komplette Maschine in der Virtualität ab und hat dieselben kinematischen Zusammenhänge, Einstellmöglichkeiten, Sensoren etc. wie sein realer Zwilling. Zudem ist die intuitive 3D-Darstellung äußerst hilfreich, um sich Zusammenhänge anzuschauen, die sonst im Inneren der Maschine verborgen liegen, Warnungen auszugeben, den Maschinenzustand zu überwachen etc. Ein Maschinenbediener kann so im Vorhinein kostengünstig und unkompliziert verschiedene Einstellungen vornehmen, die Maschine vor- und zurücklaufen lassen, die Interaktion der Werkzeuge simulieren etc. und so die optimalen Einstellparameter ermitteln. Zusätzlich können diese Parameter mit dem Ergebnis des Endproduktes verknüpft gespeichert werden. So wird der Prozess nicht nur reproduzierbar, sondern auch automatisierbar und später – mit einer entsprechenden Datengrundlage – sogar optimierbar. Damit wird die Tuftingtechnologie mit einem einzigen Konzept umfassend digitalisiert und somit in die Zukunft geführt.
Das Konzept und damit auch die Vorteile des hier genannten exemplarischen EDZ können auf beliebige Maschinen unterschiedlichster Industriezweige übertragen werden.
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