Marc Westphal, Bayer
Kurz und knapp: „Wir sind mittendrin!“ … Die Digitale Transformation ist für uns ein allgegenwärtiges Thema. Bei Bayer hat die digitale Transformation eine hohe Priorität und die Aufmerksamkeit des Topmanagements. Dazu werden cross-divisionale Initiativen durchgeführt. Ein globales Beispiel ist unser CORE-Projekt. Ein mehrjähriges Business getriebenes und IT unterstütztes, strategisches Projekt für die Transformation unserer End2End-Prozesse. Dabei verfolgen wir das Ziel den Customer Value zu erhöhen. Wobei wir hier die Kunden sowohl extern als auch intern sehen.

Die einzelnen Divisionen – hier beispielsweise Crop Science, haben eigene Schwerpunkte bei den Digitalisierungsprojekten. Allen zu eigen ist dabei das Ziel: Transparenz zu schaffen, Prozesse zu optimieren und Verschwendung zu vermeiden.
Bei Bayer in Dormagen laufen derzeit 18 explizite Projekte zur Digitalisierung. Dabei werden die Bereiche Produktion, Technologie, Logistik und Beschaffung tangiert.

Im Bereich des technischen Assetmanagements am Standort befassen wir uns gegenwärtig mit der digitalen Abbildung unserer technischen Anlagen und Einzelgeräte in Form eines Digitalen Zwillings. Das umfasst alle Facetten und Datenströme über den gesamten Lebenszyklus. Von der Planung der Anlage und Konstruktion erstreckt sich der Umfang über die Inbetriebnahme und Instandhaltung bis hin zur Außerbetriebnahme und Demontage. In diesem Zusammenhang stehen wir vor den Herausforderungen, dass es noch keine, von der Industrie flächendeckend gelebten Standards gibt. Nach Jahren der Schlagworte „Industrie 4.0“, „Internet of Things (IoT)“ und „Verwaltungsschale (AAS)“, ist hier noch Luft nach oben.

Das sehen wir auch in den unterschiedlichen Ansätzen der Hersteller, der Service Provider und auch bei uns als Betreiber. Entsprechende Interessengruppen und Konsortien, wie die NAMUR, das Digital Data Chain Consortium (DDCC) oder die Industrial Digital Twin Association (IDTA) bieten hilfreiche Unterstützung zur Standardisierung von Prozessen, Datenmodellen und Tools.

Marc Westphal, Bayer
Ein Digitaler Zwilling ist eine vollständig digitale Repräsentation eines identifizierbaren Gegenstands. Also eine Entität, die den Gegenstand nicht nur in seinem aktuellen Zustand darstellt, sondern auch historische Daten beinhalten kann – beispielsweise über den gesamten Lebenszyklus. Die Darstellung von Verknüpfungen zu anderen Digitalen Zwillingen ist ebenfalls möglich.
Auch wenn die erste Definition des Begriffs „Digitaler Zwilling“ schon gut zwanzig Jahre zurückliegt und seit fünf Jahren ein Top-Thema in der Wirtschaft ist, können wir erst jetzt die Potenziale erschließen. Hilfreich sind offene Plattformen und Industriestandards, wie die Asset Administration Shell, kurz AAS. Diese ermöglichen als Verwaltungsschale erst die Umsetzung von Digitalen Zwillingen.

Leider wirkt die Definition der Verwaltungsschale technisch komplex und schreckt Unternehmen davon ab die industrielle Digitalisierung voranzutreiben.
Für eine Vereinfachung bieten sich zwei Ansätze
Der theoretische Ansatz definiert den Digitalen Zwilling auf Basis von bestimmten Reifegraden über den Produktlebenszyklus. Hier werden unterschieden, wie ein Objekt konstruiert wurde („as engineered“), wie es gebaut wurde („as built“) und schließlich, wie es gewartet wird („as maintained“). In jeder der Reifegradstufen stehen mehr bzw. zusätzliche Informationen zur Verfügung, die mit dem Objekt digital verknüpft sind. Brechen wir das auf die Sicherheitsventile von der Firma LESER herunter, hätten wir mit Auslieferung an uns als Kunden einen Digitalen Zwilling in der kleinsten Stufung mit Reifegrad „as built“, der neben den Informationen zur Fertigungsstückliste (MBOM) auch Informationen zu Ersatz- und Verschleißteilen beinhaltet. Liefert uns LESER auch Informationen zur Instandhaltung, haben wir einen Reifegrad „as maintained“.

Interessanter für die Industrie, weil pragmatischer, ist die Umsetzung des Digitalen Zwillings entlang der möglichen Ausprägungsformen „Asset-Twin“, Product-Twin“ und „Line-Twin“. 
Hierbei legen wir einen größeren Wert auf die Anwendung und die Verknüpfung (Kollaboration) des Digitalen Zwilling zwischen diversen Partnern. Der „Asset-Twin“ auch Stammdaten- oder Informations-Zwilling genannt, ist die erste und einfachste Zusammensetzung. Eine reine, digitale Abbildung der Entität, wie Sie produziert und ausgeliefert wurde. Diese Ausprägungsform ermöglicht mit den zusammengetragenen Informationen aus Stammdaten, Dokumenten, CAD-Unterlagen, Stücklisten, neue Anwendungsfälle. Beispiele sind das digitale Typenschild bzw. der ID-link.

Die erste Ausbaustufe, der „Product-Twin“ ermöglicht mit zusätzlichen IoT-Daten (von Sensoren und Reglern) auch Chancen für vorausschauende Wartung. Die höchste Ausbaustufe, der „Line-Twin“, ermöglicht durch die Verknüpfung aller Digitalen Zwillinge einer Prozesslinie die Simulation von Prozessen. In Bezug auf die Ausprägungsform des Digitalen Zwilling beschäftigen wir uns aktuell mit dem „Asset-Twin“. Mit der Firma LESER zusammen haben wir alle nötigen Informationen zur digitalen Darstellung der Stammdaten von Sicherheitsventilen abgestimmt. Dabei nutzen wir auch Industriestandards wie ECLASS und die VDI2770. So ist die Grundlage zur Nutzung in einer Informationsplattform gelegt mit der zukünftig ein „Digital Product Passport (DPP)“ erzeugt und genutzt werden kann.

Marc Westphal, Bayer
Wie schon vorher erwähnt, stellt der Digitale Zwilling einen Schlüssel für alle Digitalisierungsprojekte dar. Die Zusammenführung aller relevanten Informationen (Merkmale, Zustände) über den gesamten Lebenszyklus ist ohne ihn nicht möglich. Das Potenzial des Digitalen Zwilling ist dementsprechend groß. Seine wahre Größe wird sich erst entfalten, wenn er kollaborativ zwischen Hersteller, Betreiber und Service Provider genutzt wird. Dafür müssen primär einheitliche Datenstandards geschaffen werden – wie die o.g. AAS. Auch weitere Aspekte der Datensouveränität müssen geregelt werden.

Wenn dieses im Zusammenspiel zwischen den Partnern in geregelten Bahnen läuft, stehen neuen, zusätzlichen Services entlang des Lebenszyklus der Objekte Tür und Tor offen. Auch sind Optionen für semantische Netzwerke auf Basis der verfügbaren Informationen keine Utopie. Der Einsatz von AI ließe sich mit dem Digitalen Zwilling – als Grundlage – auch effizient vorantreiben.

Marc Westphal, Bayer
An vielen Stellen sprechen wir leider immer noch von Theorie.
Wie und was definieren wir im Zusammenspiel der Partner als „Digitalen Zwilling“? Auf welcher Basis baut dieser auf? Ist der Zwilling interoperabel? Wie wird die nötige Datensouveränität ermöglicht?
Dazu kommen leider auch system- und datentechnische Hürden der IT-Systeme – besonders der Informationsaustauschplattformen im Zuge der Kollaboration.

Um diesen Hürden zu begegnen haben sich für uns folgende Aspekte herauskristallisiert:
Ein partnerschaftlicher und vor allem offener Umgang mit allen Stakeholdern (Hersteller, Betreiber, Service Provider, Plattformbetreiber). Nur wenn wir untereinander Rahmenbedingungen und Anforderungen gleichermaßen verstehen, haben wir eine Chance auf eine effektive und nachhaltige Lösung.
Der gemeinsame Austausch in Gremien (u.a. den zuvor genannten) unterstützt das Finden von breit anwendbaren Lösungen. 
Nicht zuletzt ist das Einbeziehen der Anwender in die Entwicklungen – vor allem in Bezug auf die möglichen neuen Services und die E2E-Prozesse wichtig. Mit ihnen gemeinsam werden Use Cases und User Stories gestaltet.

Marc Westphal, Bayer
Wir haben den Anspruch, immer den aktuellen Stand der verbauten und als Reserve vorgehaltenen Sicherheitsventile systemseitig sehen zu können. Der Digitale Zwilling unterstützt uns darin, einerseits alle technischen Attribute zu sehen, andererseits auch in der Nachverfolgung von Änderungen und Reparaturen an den Sicherheitsventilen durch Dienstleister. Der Dienstleister hat dabei die Pflicht, in der Informationsaustauschplattform Änderungen zu erfassen und dem Betreiber zur Verfügung zu stellen.
Zur Verwaltung der Lagerbestände und im Zuge des Engineerings bietet der Digitale Zwilling eine Basis für Standards auf Betreiberseite dar. 

Marc Westphal, Bayer
Die digitale Kollaboration zwischen Hersteller, Betreiber und Service Provider wird automatisiert. Dadurch haben alle Beteiligten jederzeit Zugriff auf die Informationen, die sie zum jeweiligen Zeitpunkt im Lebenszyklus des Assets benötigen.

Für die Zukunft sehen wir hier vor allem eine deutliche Zunahme des Datenaustauschs unter den Stakeholdern. Hier werden sich zusätzliche, innovative Services ergeben. Gerade die Zustandsüberwachung der Anlagenbestandteile im Feld wird Service Providern ermöglichen neue Serviceleistungen zu erbringen. Hersteller erhalten zur Produktentwicklung relevante Daten direkt aus der Anwendung.

So können Hersteller die Haltbarkeit von Produkten und die Vorhersagegenauigkeit für den Austausch verbessern.