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Prozessoptimierung Digitale Zwillinge und Prozessmodellierung – wie Sie davon profitieren können

| Autor / Redakteur: Dr.-Ing.Bernd-Markus Pfeiffer, Dr. Ewa Bozek, Dr.-Ing Mathias Oppelt / Dr. Jörg Kempf

Der Digitale Zwilling einer Anlage ist ein virtuelles Abbild, mit dem sich nicht nur innere Prozesszustände transparent darstellen, sondern auch Prozessoptimierungen erarbeiten lassen. Erfahren Sie am Beispiel Steam Cracker – der Königsklasse verfahrenstechnischer Anlagen – wie mithilfe von Modellen, Simulationen und Digital Twins über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen Vorteile erwirtschaftet werden können.

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Welchen Funktionsumfang ein Digital Twin konkret beinhaltet, hängt stark vom beabsichtigten Ziel ab. In der Prozessindustrie kann dieses sehr vielfältig sein. Tiefes Prozesswissen und umfassendes Know-how schaffen die Voraussetzungen für einen modellbasierten Anlagenbetrieb.
Welchen Funktionsumfang ein Digital Twin konkret beinhaltet, hängt stark vom beabsichtigten Ziel ab. In der Prozessindustrie kann dieses sehr vielfältig sein. Tiefes Prozesswissen und umfassendes Know-how schaffen die Voraussetzungen für einen modellbasierten Anlagenbetrieb.
(Bild: © Patrick Foto / Siemens)

Modellbasierte Technologien sind der Schlüssel zu Simulationen und den meisten Optimierungsmaßnahmen. Im Modell wird die Wirklichkeit über mathematische Gleichungen beschrieben. Ein digitaler Zwilling (Digital Twin) ist das möglichst exakte Abbild eines realen Systems – mit sämtlichen Komponenten, deren Eigenschaften und Funktionalitäten. Betrachtet man den Digital Twin einer Prozessanlage als durchgängiges Konzept, spricht man im Grunde von mehreren Zwillingen: dem Digital Twin des Produkts, dem der Produktionsanlage und dem der digitalen Modellierung der Performance von Produkt und Produktion.

Für sämtliche Modelle und Simulationen gilt der Grundsatz: Der sinnvolle Detaillierungsgrad (die Modellierungstiefe) hängt von Zweck und Kontext ab bzw. beruht auf einer Kosten/Nutzen-Betrachtung. Denn je exakter ein Modell die Wirklichkeit abbilden soll, umso mehr Aufwand ist dazu nötig. Welchen Funktionsumfang ein Digital Twin konkret beinhaltet, hängt also stark vom beabsichtigten Ziel ab. In der Prozessindustrie kann dieses sehr vielfältig sein und von der Produktionssimulation über die Optimierung des Produktionsprozesses bis hin zu wirtschaftlichen Problemstellungen reichen.