Was ist ein digitaler Zwilling? Definition, Typen und Anwendungsbereiche

Was ist ein digitaler Zwilling? Definition, Arten und Anwendungsbereiche in Unternehmen

Ein digitaler Zwilling bildet eine reale Anlage, ein System oder einen Prozess virtuell ab und verknüpft diese Darstellung mit Daten zu deren Verhalten. Der Begriff umfasst unterschiedliche Ansätze: Ein Anlagenzwilling kann CAD-Modelle und IoT-Sensordaten verwenden. Ein Prozesszwilling nutzt Event Logs, um darzustellen, wie Arbeit durch Cases, Aktivitäten und Ressourcen fließt. Möchten Sie betriebliche Workflows statt physischer Anlagen untersuchen, können Sie mit einem Prozesszwilling den aktuellen Ablauf analysieren und per Simulation Was-wäre-wenn-Szenarien prüfen.

Wie lautet die Definition eines digitalen Zwillings?

Ein digitaler Zwilling ist die virtuelle Abbildung von etwas Realem, verknüpft mit Daten zu dessen Verhalten. Die Definition gilt für physische Anlagen, vernetzte Systeme und Geschäftsprozesse. Je nach Art kommen jedoch unterschiedliche Daten zum Einsatz, und es lassen sich unterschiedliche Fragen beantworten.

Ein Anlagenzwilling kann eine Maschine oder Fertigungslinie anhand von Konstruktionsmodellen und Anlagendaten abbilden. Ein Prozesszwilling zeigt, wie Arbeit durch Aktivitäten, Teams und Systeme fließt. Grundlage sind Ereignisdaten, die während der Arbeit erfasst werden.

Die Verknüpfung mit realen Daten unterscheidet einen digitalen Zwilling von einem statischen Diagramm. Die Daten können laufend oder in regelmäßigen Abständen aktualisiert werden. Wie oft das geschieht, hängt vom Anwendungsfall und den verfügbaren Daten ab.

Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn Sie eine Methode auswählen. Anlagenzwillinge beruhen häufig auf Konstruktionsmodellen, Sensoren und Telemetriedaten von Anlagen. Prozesszwillinge verwenden Event Logs: Datensätze zu Aktivitäten, Timestamps und Cases, die zeigen, wie die Arbeit tatsächlich ablief. Beide unterstützen Analysen und Simulationen. Für einen Prozesszwilling sind jedoch weder ein physisches Anlagenmodell noch IoT-Sensoren erforderlich.

Wie haben sich digitale Zwillinge entwickelt?

Die Idee, physische Nachbildungen und Simulationen zur Vorbereitung von Weltraummissionen einzusetzen, geht mindestens auf die Arbeit der NASA an Apollo 13 im Jahr 1970 zurück. 2002 beschrieb Dr. Michael Grieves ein Konzept, das ein physisches Produkt über seinen gesamten Lebenszyklus mit seinem virtuellen Gegenstück verknüpft. Der NASA-Ingenieur John Vickers prägte 2010 den Begriff „digitaler Zwilling“.

Wie funktioniert ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling verknüpft die Abbildung von etwas Realem mit Daten zu dessen Verhalten. So können Sie den aktuellen Zustand analysieren und mögliche Änderungen untersuchen.

Der Kreislauf zwischen der realen Anlage oder dem Prozess, den zugehörigen Daten, dem synchronisierten Modell und der Entscheidung, die den realen Betrieb beeinflusst

Die Details hängen vom Anwendungsfall ab. Die grundlegenden Schritte sind jedoch ähnlich:

1. Relevante Daten erfassen. Bei einem Anlagenzwilling können dazu Sensormesswerte, Telemetriedaten der Ausrüstung und Konstruktionsdaten gehören. Bei einem Prozesszwilling können es Event Logs aus ERP-, CRM- oder Workflow-Systemen sein.
2. Eine Abbildung erstellen. Modellieren Sie die Anlage, das System oder den Prozess so detailliert, wie es für die jeweilige Fragestellung erforderlich ist. Eine Prozessabbildung kann Aktivitäten, Entscheidungspunkte, Ressourcen und Zeitangaben umfassen.
3. Die Abbildung mit Daten verknüpfen. Aktualisierungen aus der realen Quelle halten das Modell aktuell. Sie können laufend oder in regelmäßigen Abständen erfolgen.
4. Das Verhalten analysieren. Vergleichen Sie erwartete und beobachtete Leistung, untersuchen Sie Abweichungen oder prüfen Sie mit einer Simulation mögliche Ergebnisse.
5. Erkenntnisse als Grundlage für Entscheidungen verwenden. Ein digitaler Zwilling kann Ihnen helfen, eine Änderung vor ihrer Umsetzung zu bewerten. Er führt die Änderung im Betrieb nicht selbst durch.

Bei einem Prozesszwilling liefern Ereignisdaten Belege dafür, was tatsächlich geschehen ist. Process Mining rekonstruiert daraus den realen Ablauf. Mit einem Prozessmodell und einer Simulation können Sie anschließend mögliche Änderungen untersuchen, etwa eine Anpassung der Kapazität oder eine geänderte Weiterleitungsregel.

Welche Arten digitaler Zwillinge gibt es?

Digitale Zwillinge können einzelne Komponenten, Anlagen, vernetzte Systeme, Geschäftsprozesse oder ganze Organisationen abbilden. Welche Art geeignet ist, hängt davon ab, welche Frage Sie beantworten möchten.

Ein Komponenten-Zwilling bildet ein einzelnes Element ab, etwa ein Ventil oder ein Maschinenteil. Er kann Teil eines größeren Anlagen- oder Systemzwillings sein. Die Kategorien können sich überschneiden: Eine Fertigungslinie kann einzelne Maschinen als Anlagenzwillinge und die gesamte Linie als Systemzwilling umfassen.

Wenn Sie untersuchen möchten, wie Mitarbeitende, Systeme und Arbeit zusammenwirken, ist ein Prozesszwilling die passende Art. Er verwendet Prozessdaten statt eines detaillierten physischen Modells.

Was ist ein digitaler Zwilling einer Organisation?

Ein digitaler Zwilling einer Organisation (DTO) überträgt denselben Gedanken von einem einzelnen Prozess auf die gesamte Organisation: auf ihre Prozesse, Ressourcen, Strukturen und deren Beziehungen untereinander. Der Umfang und der Ausgangspunkt unterscheiden sich. Deshalb konzentriert sich diese Seite auf den Prozesszwilling und verweist für die Organisationsperspektive weiter. Im Leitfaden zum digitalen Zwilling einer Organisation erfahren Sie, welche Entwicklungsstufen es gibt, wie das Modell aktuell bleibt und mit welchem Prozess Sie beginnen können.

Wie lässt sich Digital-Twin-Technologie auf Geschäftsprozesse anwenden?

Ein Prozesszwilling nutzt Ereignisdaten, um abzubilden, wie die Arbeit tatsächlich durch Geschäftsaktivitäten und Systeme fließt.

Während die Arbeit durch Systeme läuft, entstehen digitale Aufzeichnungen zu den Geschäftsprozessen. Ein Event Log kann eine Case-ID, eine Aktivität, einen Timestamp und manchmal auch Informationen zu den beteiligten Ressourcen oder Systemen enthalten. Process Mining wertet diese Aufzeichnungen aus und rekonstruiert den tatsächlichen Prozessablauf.

Ein Prozesszwilling zeigt, welche Wege die Cases genommen haben, wie lange Aktivitäten und Übergaben dauerten und an welchen Stellen Cases verzögert oder wiederholt wurden. Anders als ein Diagramm, das ausschließlich auf Interviews beruht, stützt er sich auf beobachtete Ereignisdaten. Ein Prozessmodell ergänzt Struktur und Kontext, während Sie mit einer Simulation verschiedene Szenarien untersuchen können.

Das unterscheidet ihn von einem Anlagenzwilling. Ein Prozesszwilling bildet weder den physischen Zustand einer Maschine ab noch benötigt er Sensordaten. Er zeigt, wie die Arbeit durch Geschäftsaktivitäten und Systeme fließt.

Warum sind digitale Zwillinge von Geschäftsprozessen wichtig?

Mit einem Prozesszwilling können Sie betriebliche Fragen anhand von Belegen aus Ihrem eigenen Prozess untersuchen.

• Den tatsächlichen Ablauf erkennen. Vergleichen Sie die Wege in den Ereignisdaten mit dem erwarteten Prozessablauf.
• Verzögerungen und Nacharbeit finden. Ermitteln Sie, wo Cases warten, Aktivitäten wiederholen oder andere Wege nehmen.
• Mögliche Änderungen untersuchen. Bewerten Sie mit einer Simulation Szenarien, etwa eine veränderte Kapazität oder Weiterleitung.
• Die Prozessleistung verfolgen. Beobachten Sie anhand von KPIs und aktualisierten Daten, wie sich der Prozess im Zeitverlauf verändert.

Ein Zwilling garantiert nicht, dass eine geplante Änderung in der Praxis funktioniert. Er bietet Ihnen eine strukturierte Möglichkeit, Daten zu untersuchen und Annahmen zu prüfen, bevor Sie eine Entscheidung treffen.

Wie erstellen Sie einen digitalen Zwilling Ihres Prozesses?

Für einen Prozesszwilling können Sie Ereignisdaten aus den Systemen verwenden, die Sie bereits einsetzen. IoT-Sensoren sind für die Analyse eines Geschäftsprozesses nicht erforderlich. Die sieben folgenden Schritte erstellen den Zwilling für einen einzelnen Prozess. Ihn zu einem organisationsweiten Zwilling auszubauen, erfordert eine andere Reihenfolge. Diese wird im Leitfaden zum digitalen Zwilling einer Organisation erläutert.

1. Wählen Sie einen Prozess aus. Beginnen Sie mit einem Prozess, der für Ihr Team wichtig ist und für den geeignete Ereignisdaten vorliegen. Beispiele sind Order-to-Cash, Beschaffung oder Kundensupport.
2. Bereiten Sie das Event Log vor. Suchen Sie nach einer Case-Kennung, einem Aktivitätsnamen und einem Timestamp. Je nach Fragestellung können auch Ressourcennamen, Kosten oder andere Attribute hilfreich sein. Lesen Sie dazu unseren Leitfaden zum Erstellen eines Process-Mining-Event-Logs.
3. Entdecken Sie den tatsächlichen Ablauf. Verwenden Sie Process Mining, um die von Cases durchlaufenen Pfade zu rekonstruieren und Zeitaufwand, Abweichungen und Nacharbeit zu untersuchen.
4. Modellieren Sie den Prozess. Ein Prozessmodell macht den Ablauf leichter verständlich und bildet die Struktur ab, die Sie analysieren möchten. Mit BPMN können Sie Aktivitäten, Gateways und Entscheidungspunkte beschreiben.
5. Legen Sie ein Szenario fest. Formulieren Sie eine konkrete Was-wäre-wenn-Frage, etwa was bei einer Änderung der Kapazität oder einer Anpassung einer Prozessregel geschehen könnte. Halten Sie Ihre Annahmen fest.
6. Führen Sie eine Simulation durch und prüfen Sie die Ergebnisse. Vergleichen Sie das Szenario anhand von Messgrößen wie Zykluszeit, Durchsatz oder Wartezeit mit dem aktuellen Prozess, sofern Ihre Daten und Ihr Modell dies ermöglichen.
7. Entscheiden Sie, was Sie in der Praxis testen. Nutzen Sie die Ergebnisse als Grundlage für eine Entscheidung. Prüfen Sie nach einer Veränderung neue Prozessdaten, um zu verstehen, was geschehen ist.

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Welche Funktionen sollte eine Plattform bieten?

Für einen Prozesszwilling sollte eine Plattform Ereignisdaten mit einer verständlichen Prozessansicht verbinden und Sie dabei unterstützen, mögliche Änderungen zu bewerten.

Prüfen Sie bei der Bewertung eines Tools, ob seine Funktionen zu Ihren Daten und den Fragen passen, die Sie beantworten möchten. Ein Tool zur Prozessanalyse ersetzt keine Engineering-Software für detaillierte Anlagenzwillinge.

Sie können nachlesen, wie eine Was-wäre-wenn-Analyse funktioniert oder die Prozesssimulation kennenlernen.

Wie werden digitale Zwillinge in der Praxis eingesetzt?

Digitale Zwillinge kommen in vielen Branchen zum Einsatz. Modell und Daten unterscheiden sich jedoch je nachdem, ob Sie physische Anlagen, vernetzte Systeme oder Geschäftsprozesse untersuchen.

Fertigung

Ein Anlagen- oder Systemzwilling kann Geräte oder eine Produktionslinie abbilden. Teams können anhand von Engineering- und Anlagendaten die Leistung untersuchen oder mögliche Änderungen an einer Produktionslinie simulieren.

Ein Prozesszwilling beantwortet eine andere Frage: Wie bewegen sich Arbeitsaufträge, Prüfungen oder Produktions-Cases durch die Prozesse einer Organisation? Diese Ansichten können sich ergänzen, beruhen aber auf unterschiedlichen Modellen.

Lieferkette und Logistik

Ein Systemzwilling kann vernetzte Standorte, Transportwege oder Warenbestände abbilden. Ein Prozesszwilling zeigt, wie Aufträge, Beschaffungsvorgänge oder Fulfillment-Cases durch Geschäftssysteme und Teams laufen.

Ereignisdaten helfen Ihnen, Verzögerungen und Abweichungen in diesen Workflows zu erkennen.

Gesundheitswesen

Mit einem Prozesszwilling können Sie administrative und betriebliche Abläufe analysieren, etwa die Patientenaufnahme, Terminplanung oder Abrechnung. Er zeigt, wo Cases warten oder unterschiedliche Wege nehmen.

Klinische Zwillinge für einzelne Patienten sind ein eigener Anwendungsfall. Dafür können andere Daten, Modelle und Schutzmaßnahmen erforderlich sein.

Städte und Versorgungsbetriebe

Anlagen- oder Systemzwillinge für Städte und Versorgungsbetriebe können Infrastruktur und Netze anhand von Engineering-Daten und Sensormessungen abbilden. Prozesszwillinge ergänzen diese Ansichten, indem sie zeigen, wie zugehörige betriebliche Aufgaben, etwa Serviceanfragen oder Instandhaltungs-Cases, durch Teams und Systeme laufen.

Energie

Energieunternehmen können Anlagenzwillinge nutzen, um Geräte wie Turbinen abzubilden, und Systemzwillinge, um vernetzte Infrastruktur zu untersuchen. Liegen Ereignisdaten vor, bietet Process Mining eine separate Sicht auf Geschäftsprozesse wie die Instandhaltungsplanung oder den Servicebetrieb.

Digitaler Zwilling oder Simulation: Was ist der Unterschied?

Direkter Vergleich zwischen digitalem Zwilling und Simulation: Live-Datenanbindung, Beständigkeit, Auswirkungen von Veränderungen in der Realität und die Fragestellungen, die sich jeweils beantworten lassen

Ein digitaler Zwilling verknüpft eine Abbildung mit Daten zu einem realen Objekt. Eine Simulation führt ein Modell aus, um mögliche Ergebnisse zu untersuchen.

Mit einer Simulation lassen sich Szenarien vergleichen, etwa unterschiedliche Personalstärken oder Prozessregeln. Ein Modell kann auch ohne Anbindung an aktuelle Betriebsdaten ausgeführt werden.

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Abbildung, die mit Daten zu einer realen Anlage, einem System oder einem Prozess verknüpft ist. Er kann eine Simulation enthalten, doch eine Simulation allein ist kein digitaler Zwilling.

Bei einem Prozesszwilling beschreiben Ereignisdaten den tatsächlichen Ablauf. Ein Prozessmodell bildet dessen Struktur ab, und eine Simulation hilft Ihnen, mögliche Änderungen zu vergleichen. Die Ergebnisse hängen vom Modell, den Eingabedaten und Ihren Annahmen ab. Sie sind Schätzungen für bestimmte Szenarien und keine Garantie für den tatsächlichen Verlauf.

Wenn Sie eine Prozessänderung bewerten möchten, lesen Sie, wie Sie eine Was-wäre-wenn-Analyse durchführen.

Welche Rolle spielt ProcessMind?

Mit ProcessMind können Sie Geschäftsprozesse analysieren und verbessern. Die Plattform erstellt keine Anlagenzwillinge aus CAD-Modellen oder IoT-Sensordaten.

Mit ProcessMind können Sie Ereignisdaten untersuchen, Prozessabläufe modellieren, KPIs verfolgen, Engpässe erkennen und Was-wäre-wenn-Szenarien simulieren. Der Workflow für Prozesszwillinge vereint diese Funktionen:

• Entdecken Sie anhand von Ereignisdaten, wie die Arbeit tatsächlich abläuft.
• Modellieren Sie den Prozess, damit Ihr Team ihn verstehen und besprechen kann.
• Analysieren Sie die Prozessleistung mit Dashboards und KPIs.
• Simulieren Sie mögliche Änderungen und vergleichen Sie die Szenarien.

Beginnen Sie mit einem Prozess und den Ereignisdaten, die Ihnen bereits vorliegen. Welche Möglichkeiten die Simulationsfunktion bietet, erfahren Sie hier: Prozesssimulation kennenlernen.

Erstellen Sie einen digitalen Zwilling für einen Prozess

Beginnen Sie mit Ereignisdaten zu einem Prozess, den Sie kennen. Prüfen Sie damit, wie die Arbeit heute abläuft, und untersuchen Sie anschließend mithilfe einer Simulation mögliche Änderungen.

Als nächsten Schritt können Sie nachlesen, wie eine Was-wäre-wenn-Analyse funktioniert oder die Prozesssimulation kennenlernen.