Was ist ein digitaler Zwilling? Der komplette Guide zur Technologie

Was ist ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling ist ein digitales Modell, das ein physisches Objekt, ein System oder einen Prozess in einer virtuellen Umgebung nachbildet. Es ist mehr als nur ein Diagramm oder eine Momentaufnahme: Es handelt sich um ein datengesteuertes Abbild, das sich parallel zum realen Gegenstück weiterentwickelt. Durch die Verknüpfung von Realdaten mit einem virtuellen Modell können Unternehmen die Leistung überwachen, Simulationen durchführen und Ergebnisse vorhersagen, bevor sie Änderungen in der Realität umsetzen.

Das Konzept stammt ursprünglich aus der Luft- und Raumfahrt, hat sich aber längst darüber hinaus verbreitet. Heute wird die Digital-Twin-Technologie in der Fertigung, im Gesundheitswesen, in der Stadtplanung, im Energiesektor und im Geschäftsprozessmanagement eingesetzt. Ob Sie ein Strahltriebwerk oder einen Order-to-Cash-Workflow modellieren, die Idee bleibt dieselbe: Erstellen Sie ein digitales Abbild, füttern Sie es mit Realdaten und nutzen Sie es für fundierte Entscheidungen.

Digital-Twin-Lösungen sind mittlerweile weit verbreitet: Eine Studie von Strategic Market Research aus dem Jahr 2023 ergab, dass rund 75 % der Unternehmen digitale Zwillinge in irgendeiner Form nutzen. Es wird erwartet, dass der Markt für digitale Zwillinge von 24,5 Mrd. USD im Jahr 2025 auf über 259 Mrd. USD bis 2032 anwachsen wird.

Eine kurze Geschichte der Digital-Twin-Technologie

Die Technologie des digitalen Zwillings reicht bis in die 1960er Jahre zurück, als die NASA physische Repliken von Raumfahrzeugen baute, um Bedingungen vor Missionen zu simulieren. Während der Apollo-13-Krise im Jahr 1970 nutzte die NASA bodengestützte Simulatoren, um das beschädigte Raumfahrzeug nachzubilden und Rettungsszenarien zu bewerten.

Im Jahr 2002 formalisierte Dr. Michael Grieves von der University of Michigan das Konzept, indem er ein physisches Produkt durch kontinuierlichen Datenaustausch mit seinem virtuellen Gegenstück verknüpfte und dies als Framework für das „Product Lifecycle Management“ bezeichnete. Der Begriff „Digital Twin“ selbst wurde 2010 vom NASA-Ingenieur John Vickers geprägt.

Seitdem hat sich die Modellierung digitaler Zwillinge von der Spiegelung physischer Hardware auf die Nachbildung ganzer Systeme und Prozesse ausgeweitet, unterstützt durch IoT-Sensoren, Cloud Computing, KI und Simulations-Engines.

Wie funktioniert ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling funktioniert durch den Aufbau eines kontinuierlichen Kreislaufs zwischen einer physischen Einheit und ihrem virtuellen Abbild:

1. Datensammlung: Erfassen Sie Daten des realen Objekts oder Prozesses. Diese können von IoT-Sensoren an physischen Geräten, Event-Logs aus IT-Systemen oder Betriebsdaten von ERP-, CRM- und Workflow-Plattformen stammen.
2. Virtuelle Modellierung: Erstellen Sie auf Basis dieser Daten ein virtuelles Modell. Das Modell erfasst die Struktur, das Verhalten und die Regeln des physischen Gegenstücks. Bei einer Fertigungslinie bedeutet dies die Modellierung von Maschinenabfolgen und Durchsatz. Bei einem Geschäftsprozess geht es um die Abbildung von Aktivitäten, Entscheidungspunkten, Ressourcen und Zeitabläufen.
3. Synchronisierung: Der digitale Zwilling bleibt durch kontinuierliche oder periodische Daten-Updates mit seiner realen Quelle verbunden. So wird sichergestellt, dass das virtuelle Modell den aktuellen Zustand widerspiegelt und keine statische Momentaufnahme bleibt.
4. Simulation und Analyse: Mit einem aktuellen virtuellen Modell können Teams Simulationen durchführen: Was passiert, wenn wir eine Ressource hinzufügen? Einen Schritt entfernen? Einen Lieferanten wechseln? Diese Was-wäre-wenn-Szenarien laufen in der virtuellen Umgebung ab, ohne den realen Betrieb zu beeinträchtigen.
5. Feedback und Maßnahmen: Erkenntnisse aus dem digitalen Zwilling fließen zurück in die reale Welt. Teams nutzen Simulationsergebnisse, um über Änderungen zu entscheiden, Verbesserungen zu implementieren und den Zyklus zu wiederholen.

Arten von digitalen Zwillingen

Digitale Zwillinge unterscheiden sich in Umfang und Detailgrad:

• Komponenten-Zwillinge bilden einzelne Teile nach, zum Beispiel ein einzelnes Ventil in einer Pipeline oder einen spezifischen Schritt in einem Workflow.
• Asset-Zwillinge modellieren komplette Funktionseinheiten aus mehreren Komponenten: ein Pumpensystem (Ventile, Rohre, Motor) oder den Workflow einer Abteilung (Schritte, Übergaben, Entscheidungspunkte). Sie zeigen das Zusammenspiel der Komponenten.
• System-Zwillinge erfassen, wie mehrere Assets in ein größeres System passen. Beispiele sind eine Produktionslinie, ein Logistiknetzwerk oder ein abteilungsübergreifender Geschäftsprozess.
• Prozess-Zwillinge bieten die umfassendste Sicht. Sie modellieren das Zusammenwirken ganzer Systeme über eine Produktionsstätte, eine Lieferkette oder ein gesamtes Unternehmen hinweg. Ein Prozesszwilling Ihres Order-to-Cash-Zyklus erfasst jeden Schritt vom Auftragseingang bis zum Zahlungseingang über alle beteiligten Systeme und Teams.

Für die Verbesserung von Geschäftsprozessen ist der Prozesszwilling am relevantesten. Hier fließen Process Mining , Prozessmodellierung  und Prozesssimulation  zusammen, um ein leistungsstarkes digitales Abbild Ihres Betriebs zu erstellen.

Digital-Twin-Technologie in Geschäftsprozessen

Digitale Zwillinge werden oft mit physischen Vermögenswerten wie Turbinen, Gebäuden oder Fahrzeugen in Verbindung gebracht. Einige der nützlichsten Anwendungen liegen jedoch in Geschäftsprozessen. Jedes Unternehmen basiert auf Prozessen: Auftragsmanagement, Beschaffung, Kundensupport, Rechnungsstellung, Personalbeschaffung und mehr. Diese Prozesse erzeugen große Mengen an digitalen Daten – genau das, was ein digitaler Zwilling benötigt.

Ein digitaler Prozesszwilling ist ein virtuelles Modell davon, wie die Arbeit tatsächlich durch Ihr Unternehmen fließt. Er erfasst die reale Abfolge der Aktivitäten, die Zeitdauer der einzelnen Schritte, die beteiligten Ressourcen und die auftretenden Abweichungen. Im Gegensatz zu einem statischen Prozessdiagramm, das in einem Workshop gezeichnet wird, basiert ein Prozesszwilling auf tatsächlichen Daten und kann kontinuierlich aktualisiert werden.

Warum digitale Prozesszwillinge wichtig sind

• Transparenz: Sehen Sie, wie Ihre Prozesse wirklich ablaufen, nicht wie Sie denken, dass sie ablaufen. Digitales Twinning deckt Ineffizienzen, Workarounds und Engpässe auf.
• Vorhersage: Simulieren Sie Änderungen vor der Implementierung. Was passiert, wenn Sie einen Schritt automatisieren? Ein Teammitglied hinzufügen? Eine Regel ändern? Mit dem Zwilling testen Sie diese Szenarien ohne Risiko.
• Kontinuierliche Verbesserung: Da Realdaten in den Zwilling fließen, können Sie die Auswirkungen von Änderungen im Zeitverlauf verfolgen.
• Risikominimierung: Testen Sie Prozessänderungen in einer virtuellen Umgebung, bevor Sie sie im realen Betrieb einführen.

So erstellen Sie einen digitalen Zwilling Ihres Geschäftsprozesses

Die Erstellung eines digitalen Zwillings für einen Geschäftsprozess erfordert keine Sensoren oder IoT-Geräte. Erforderlich sind lediglich Daten, ein Modell und eine Simulations-Engine.

1. Den aktuellen Prozess mit Process Mining erfassen. Die Grundlage jedes digitalen Prozesszwilling ist das Verständnis dafür, wie die Arbeit heute tatsächlich abläuft. Process Mining  extrahiert Event-Log-Daten aus Ihren IT-Systemen (ERP, CRM, Helpdesk, Workflow-Tools) und rekonstruiert die realen Prozessflüsse. Anstatt sich auf Interviews oder Vermutungen zu verlassen, werden die tatsächlichen Pfade, Varianten und Zeiten direkt aus den Daten ermittelt. Dies ist der Ist-Zustand Ihres digitalen Zwillings. Mit ProcessMind  können Sie Ihre Event-Daten hochladen und sofort eine visuelle Karte Ihres Prozesses sehen, inklusive Engpässen, Nacharbeitschleifen und Leistungskennzahlen.
2. Den Prozess mit BPMN modellieren. Sobald Sie Ihren aktuellen Prozess verstehen, verfeinern und formalisieren Sie ihn mithilfe der Prozessmodellierung . BPMN (Business Process Model and Notation) ist der Standard für die Erstellung klarer, strukturierter Prozessdiagramme. Definieren Sie den beabsichtigten Ablauf, einschließlich Aktivitäten, Gateways, Entscheidungspunkten und Ressourcenzuweisungen. In Kombination mit den gemimten Daten erhalten Sie einen vollständigen digitalen Zwilling: den tatsächlichen Prozess, angereichert mit Geschäftsregeln und Struktur. ProcessMind vereint Mining und Modellierung in einer Oberfläche. Lesen Sie mehr dazu in unserem Leitfaden über die kombinierte Stärke von Prozessmodellierung und Process Mining .
3. Was-wäre-wenn-Szenarien simulieren. Ein digitaler Prozesszwilling wird erst richtig wertvoll, wenn Sie ihn mit einer Prozesssimulation  verbinden. Möchten Sie wissen, was passiert, wenn Sie bei einem Engpass Personal aufstocken, eine manuelle Genehmigung automatisieren, die Routing-Logik ändern oder das Auftragsvolumen um 30 % steigern? Die Prozesssimulation beantwortet diese Fragen, indem sie Tausende von virtuellen Prozessinstanzen durch Ihr Modell laufen lässt – unter Berücksichtigung realer Zeitverteilungen, Ressourcenkapazitäten und Eingangsmuster. Sie erhalten quantitative Vorhersagen zu Durchlaufzeiten, Durchsatz, Ressourcenauslastung und Kosten, bevor Sie reale Änderungen vornehmen.

Digital-Twin-Lösungen: Wichtige Funktionen im Überblick

Bei der Bewertung von Digital-Twin-Lösungen für Geschäftsprozesse sollten Sie auf folgende Funktionen achten:

Mit ProcessMind erhalten Sie all diese Funktionen in einem cloudbasierten Workspace. Informieren Sie sich über unsere Funktionen  und Preise .

Praxisbeispiele für digitale Zwillinge

Die Digital-Twin-Technologie wird in vielen Branchen eingesetzt. Hier sind einige bemerkenswerte Anwendungsgebiete:

Fertigung

Hersteller nutzen digitale Zwillinge, um Produktionslinien zu simulieren, Layouts zu optimieren, Anlagenausfälle vorherzusagen und Abfall zu reduzieren. Ein Abbild der Fabrikhalle kann die Auswirkungen neuer Maschinen, geänderter Abfolgen oder unterschiedlicher Schichtmodelle testen, bevor physische Änderungen vorgenommen werden.

Lieferkette und Logistik

Digitale Zwillinge der Lieferkette bilden den Warenfluss über Beschaffung, Produktion, Lagerung und Vertrieb ab. Sie helfen Unternehmen dabei, Störungen vorherzusehen, Lagerbestände zu optimieren und alternative Lieferanten oder Routen zu bewerten.

Gesundheitswesen

Krankenhäuser setzen digitale Zwillinge ein, um Patientenströme, Personaleinsatzplanung und Ressourcenzuweisung zu optimieren. Im klinischen Bereich helfen patientenspezifische digitale Zwillinge dabei, Behandlungspläne vor der Umsetzung zu simulieren.

Stadtplanung und Smart Cities

Stadtplaner erstellen digitale Zwillinge von städtischen Umgebungen, um Verkehrsmuster, Infrastrukturänderungen und Umweltauswirkungen zu simulieren. Diese Modelle nutzen Echtzeitdaten von IoT-Sensoren, um den Zustand der Stadt kontinuierlich widerzuspiegeln.

Energie und Versorgung

Energieunternehmen nutzen digitale Zwillinge zur Überwachung und Optimierung von Windparks, Stromnetzen und Anlagen für erneuerbare Energien.

Geschäftsprozessoptimierung

Jedes Unternehmen kann einen digitalen Zwilling seiner Kernprozesse erstellen, sei es Order-to-Cash, Procure-to-Pay, Customer Onboarding oder IT-Service-Management.

Digitaler Zwilling vs. Simulation vs. Prozessmodell

Diese Begriffe sind eng miteinander verwandt, aber dennoch verschieden:

Ein Prozessmodell ist der Entwurf. Eine Simulation ist der Motor. Ein digitaler Zwilling ist das komplette System: Modell + Realdaten + Simulation + kontinuierliches Feedback.

Vorteile der digitalen Abbildung Ihrer Geschäftsprozesse

Ein digitaler Prozesszwilling bietet konkrete Vorteile:

• Schnellere Entscheidungsfindung: Testen Sie Ideen in Minuten statt Monaten mit simulationsbasierten Was-wäre-wenn-Analysen.
• Geringeres Risiko: Validieren Sie Prozessänderungen virtuell, bevor Sie reale Ressourcen binden.
• Höhere Effizienz: Finden und beseitigen Sie Engpässe, Nacharbeiten und Verschwendung.
• Optimale Ressourcenzuweisung: Simulieren Sie Personalszenarien, um das richtige Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung zu finden.
• Kontinuierliche Verbesserung: Halten Sie Ihren digitalen Zwilling mit aktuellen Daten auf dem neuesten Stand, um Fortschritte zu verfolgen und Anpassungen vorzunehmen.
• Bereichsübergreifende Abstimmung: Ein gemeinsamer, visueller digitaler Zwilling hilft Teams in verschiedenen Abteilungen, den gesamten Arbeitsfluss zu verstehen.

Organisationen, die digitale Zwillinge einsetzen, berichten laut einer Hexagon-Studie aus dem Jahr 2025 von Renditen über 10 %, wobei mehr als die Hälfte einen ROI von mindestens 20 % verzeichnet.

So starten Sie mit Ihrem ersten digitalen Prozesszwilling

Sie benötigen kein riesiges Budget oder ein eigenes Data-Science-Team, um einen digitalen Prozesszwilling zu erstellen. So gehen Sie vor:

1. Prozess auswählen: Entscheiden Sie sich für einen wirkungsvollen, datenreichen Prozess wie Order-to-Cash, Beschaffung oder Kundensupport.
2. Daten exportieren: Extrahieren Sie Event-Log-Daten aus Ihren Systemen. Die meisten ERP-, CRM- und Workflow-Tools können CSV- oder XLSX-Dateien mit Case-IDs, Timestamps und Aktivitätsnamen exportieren.
3. Hochladen und entdecken: Nutzen Sie ein Process-Mining-Tool wie ProcessMind , um Ihre Daten hochzuladen und die realen Prozessflüsse automatisch zu entdecken.
4. Modell verfeinern: Nutzen Sie die BPMN-Modellierung, um den entdeckten Prozess zu bereinigen, zu kommentieren und zu strukturieren.
5. Szenarien simulieren: Führen Sie Was-wäre-wenn-Simulationen durch, um Verbesserungen zu testen, wie etwa das Hinzufügen von Ressourcen, die Automatisierung von Schritten oder die Änderung von Routing-Regeln.
6. Handeln und iterieren: Implementieren Sie die vielversprechendsten Änderungen und führen Sie dem Zwilling neue Daten zu, um die Ergebnisse zu verfolgen und sich kontinuierlich zu verbessern.

Die Zukunft der Digital-Twin-Technologie

Die Technologie entwickelt sich rasant weiter. Zu den wichtigsten Trends, die die Zukunft prägen, gehören:

• KI-gestützte Zwillinge: Generative KI und Machine Learning machen digitale Zwillinge intelligenter. Sie ermöglichen eine automatisierte Anomalieerkennung, prädiktive Optimierung und die Interaktion mit Zwillingsmodellen in natürlicher Sprache.
• Digital Twin as a Service (DTaaS): Cloudbasierte Plattformen senken die Einstiegshürden und ermöglichen es Unternehmen jeder Größe, digitale Zwillinge ohne hohe Investitionen in die Infrastruktur einzusetzen.
• Zwillinge auf Prozessebene: Da immer mehr Unternehmen ihre Workflows digitalisieren, werden Prozesszwillinge über physische Vermögenswerte hinaus zum Standardwerkzeug für Operational Excellence.
• Vernetzte Ökosysteme: Mehrere digitale Zwillinge, die Produkte, Prozesse, Lieferketten und Anlagen umfassen, werden miteinander verknüpft, um eine unternehmensweite Transparenz zu schaffen.

Der Trend hin zu zugänglichen, prozessfokussierten digitalen Zwillingen bedeutet, dass jedes Unternehmen diese Technologie für kontinuierliche Verbesserungen und Wettbewerbsvorteile nutzen kann.

Wo ProcessMind ins Spiel kommt

ProcessMind  wurde speziell für die Erstellung digitaler Zwillinge Ihrer Geschäftsprozesse entwickelt. Es kombiniert Process Mining, Prozessmodellierung und Prozesssimulation auf einer cloudbasierten Plattform:

• Entdecken Sie auf Basis echter Daten, wie Ihre Prozesse tatsächlich ablaufen
• Modellieren Sie Ihren idealen Prozess mit BPMN
• Simulieren Sie Änderungen und sagen Sie Ergebnisse mit Was-wäre-wenn-Analysen voraus
• Überwachen und verbessern Sie Ihre Prozesse kontinuierlich

Keine Sensoren erforderlich, keine komplexen Integrationen. Laden Sie einfach Ihre Daten hoch und starten Sie den Aufbau Ihres digitalen Prozesszwilling.

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