Was bedeutet Digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines realen Objekts oder Systems, das über laufende Messdaten mit seinem Original verbunden bleibt. Er bildet den aktuellen Zustand fortlaufend ab und erlaubt es, geplante Änderungen zu simulieren, bevor jemand sie an der Anlage umsetzt. Von einem gewöhnlichen Simulationsmodell unterscheidet ihn genau diese ständige Rückkopplung an die Wirklichkeit.

Drei Bestandteile gehören dazu: das Modell mit Geometrie und Verhaltensregeln, die Datenverbindung über Sensoren oder Fachanwendungen und eine Auswertung, die Abweichungen erkennt. Die Sensorik liefert Werte wie Temperatur, Druck, Durchfluss oder Belegung an das Modell. Simulationen rechnen darauf einzelne Szenarien durch, etwa den Ausfall einer Komponente unter Volllast. Je nach Anwendung liegt die Aktualisierung zwischen Sekunden und mehreren Tagen.

Ein digitaler Zwilling lohnt sich dort, wo Eingriffe teuer oder riskant sind und sich im laufenden Betrieb nicht ausprobieren lassen. Abgebildet werden etwa Versorgungsnetze für Wärme, Wasser und Strom, Produktionsanlagen und die Gebäudetechnik größerer Liegenschaften. Für Systeme ohne Sensorik bleibt es beim gewöhnlichen Modell, weil die Rückkopplung fehlt.

Der Vorteil gegenüber einer Planung nach Erfahrungswerten liegt darin, dass Entscheidungen auf gemessenen Zuständen beruhen. Varianten lassen sich rechnerisch vergleichen, ohne den Betrieb anzutasten. Abweichungen zwischen Modell und Messung zeigen zusätzlich an, an welchen Stellen die Anlage anders arbeitet als angenommen.

Fehlen Messpunkte, bildet ein Zwilling eine Anlage ab, die es so nicht gibt. Am Anfang steht deshalb die Frage nach der vorhandenen Sensorik und nach ihrer Wartung. Bei kritischer Infrastruktur brauchen die Modelldaten denselben Schutz wie die Anlage selbst.