Unternehmen mangelt es am Verständnis über ihre Produkte auf dem Markt – diese „Insights“ (Produkteinblicke) sind der Schlüssel zur Realisierung ihres wahren Potenzials

Die voranschreitende digitale Entwicklung treibt Industrie- und Fertigungsunternehmen in ihrem Bemühen nach digitaler Transformation, deren Kosteneinsparungen und Optimierungspotenzialen an. Deren Erfolg hängt davon ab, die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und sich von der Konkurrenz abzuheben.

Um dies zu erreichen, bieten Unternehmen in der Regel einen Kundenservice rund um ein Produkt an - im Gegensatz zu den Produkten selbst, die oft eine zu große Ähnlichkeit in ihren Merkmalen/Funktionen aufweisen oder einfach austauschbar sind. Das Management dieser Services erweist sich jedoch als herausfordernd. Die Unternehmen haben Mühe mit den schnellen Veränderungen Schritt zu halten und gleichzeitig sicherzustellen, dass sich ihre Investitionen lohnen.

Auf der einen Seite erwarten die Kunden bessere, ständig weiterentwickelte Produkte, die perfekt auf ihre Bedürfnisse abgestimmt sind. Sie erwarten diese sofort; aber Unternehmen versuchen immer noch bei Produktentstehung und „time to market“ (Markteinführungszeit) aufzuholen.

Auf der anderen Seite überlegen Kunden, ob sie in Zukunft überhaupt noch Produkte kaufen oder einfach über neue Abonnement- oder nutzungsbasierte Zahlungsmodelle in den Service und die Performance der Produkte investieren sollen.

Und das ist noch nicht alles. Die Einführung neuer Technologien und Prozesse ist bereits eine komplexe Aufgabe. Darüber hinaus gibt es noch größere Hürden: Man muss alles vestehen, was zur Entwicklung und Verbesserung eines Produkts beiträgt - wie Maschinen, Werkzeuge, Nutzungsmuster und Produktfeedback - und dann in der Lage sein, bestehende Services um das Produkt herum zu optimieren und neue Services aufzubauen.

Millionen potenzieller Datenpunkte müssen nachverfolgt, vereinheintlicht und in einer zugänglichen, zentralisierten Weise dargestellt werden. Ebenso muss sich die Denkweise in Richtung Kundenzentriertheit und -nähe ändern. Dies ermöglicht neue Touchpoints (Interaktionsmöglichkeiten) mit Kunden, um deren Bedürfnisse besser zu verstehen - eine schwierige Aufgabe selbst für kleine Unternehmen.

Digitaler Produktzwilling: ermöglicht es, ganzheitlich neue digitale Services und „smarte“ Produkte zu schaffen

Nur wenn diese Herausforderungen überwunden sind, können Unternehmen den bedeutenden Nutzen von Industrie 4.0 und darüber hinaus realisieren. Dafür gibt es glücklicherweise eine ganzheitliche Lösung. Der Ansatz von digitalen Produktzwillingen wurde entwickelt, um die Anforderungen der Industrie und Fertigung besser abzudecken. Digitale Produktzwillinge revolutionieren gleichzeitig die Produktentwicklung, -fertigung, -wartung und den Kundenservice gleichermaßen. Sie bringen Unternehmen auf ein Niveau, auf dem sie sich erfolgreich differenzieren und im Wettbewerb bestehen können.

Ein Digitaler Zwilling ist eine digitale Abbildung einer lebenden oder nicht lebenden physischen Entität, wie z.B. ein Produkt, eine Maschine, ein Teil einer Produktionsanlage oder einfach eine einzelne digitalisierte Komponente. Der digitale Produktzwilling schließt die Lücke zwischen digitaler und physischer Welt und ermöglicht den nahtlosen bidirektionalen Austausch von Daten in Echtzeit. So können die digitalen Abbildungen zeitgleich mit ihren physischen Entitäten existieren.

Jede digitale Abbildung liefert Elemente und die Dynamik, wie intelligente („smarte“) Produkte während ihres gesamten Lebenszyklus arbeiten. Das bedeutet, dass digitale Zwillinge dieselben Phasen des Produktlebenszyklus durchlaufen wie reale, physische Produkte (Konstruktion, Fertigung, Lieferung und Betrieb beim Kunden bis hin zu Kundendienst und Service), wodurch ein schrittweiser Digitalisierungsansatz möglich wird.

Je nach Hersteller und der Art, der von ihm gefertigten Produkte, kann es möglicherweise Tausende - wenn nicht Millionen - von physischen Produkten im Kundenbetrieb (im Feld) geben. Alle Produkte senden einen präzisen Datenstrom in Echtzeit an die Hersteller zurück, leicht zugänglich über am Produkt angebrachte Sensoren und IoT-fähige Verbindungen wie z.B. Serviceplattformen. Dieser Ansatz des Industrial Internet of Things (IIoT) ermöglicht eine transparente, schnelle und effektive Analyse der Nutzungsphasen der Anlage über deren gesamten Lebenszyklus.

Innerhalb der Serviceplattform können auch Modelle von „Künstlicher Intelligenz“ (KI) integriert werden, so dass Anlagen- und Produktprobleme schnell erkannt oder auch vorhergesagt werden können. Diese spezifischen KI-Servicemodelle ermöglichen intelligente („smarte“), optimierte Wartung, Kostensenkungen, sowie die Etablierung zukunftsorientierter, datengestützter und kundenorientierter Servicemodelle.

Bei einer solchen Vielzahl an Daten über die Produktnutzung, über den Zustand und der Umgebung können digitale Zwillinge angepasst werden, ohne das physische Produkt, das sie abbilden, zu beeinflussen. Qualitäts- und Nutzungsdaten können einbezogen und genutzt werden, um sicherzustellen, dass Optimierungen nützlich sind, bevor die Änderungen schließlich in der physischen Welt vorgenommen werden. Dieser Ansatz reduziert das Risiko, dass sich Innovationen auf die Entwicklung auswirken, beschleunigt den kontinuierlichen Verbesserungsprozess, verkürzt die „time to market“ (Markteinführungszeit) und senkt die Kosten im Produktentstehungsprozess.

Wie digitale Produktzwillinge schon heute das Geschäft revolutionieren

Service-, Wartungs- und Produktentstehungsprozesse, Ersatzteile, Servicebeauftragungen, Auftragsabwicklung: Unabhängig des Prozesses in dem Fehler auftreten, kann der Digitale Produktzwilling diese Fehler nachvollziehen. Dies bietet bedeutende Vorteile für das gesamte Unternehmen.

Digital Product Twin

Der digitale Produktzwilling bietet „predictice“ and „prescriptive“ Maintenance, vorausschauende Qualitätskontrolle, Zustandsüberwachung, horizontale Ausrichtung, horizontale und vertikale Integration. Außerdem bietet der digitale Produktzwilling eine Kombination verschiedener Werkzeuge entlang des gesamten Produktlebenszyklus (von Entwicklung bis zur Demontage oder Stilllegung). Ergänzt wird dies durch Echtzeitdaten zur Überwachung von Produkten sowie die Klärung von Störungen im richtigen Kontext.

Dabei geht es um Fragestellungen wie, unerwartete Ausfälle, Unterbrechungen, vorzeitigen Verschleiß von Komponenten, geplante verbindliche Wartung und Instandhaltung, sowie die Identifizierung von Qualitätsproblemen unter bestimmten Nutzungsbedingungen. Dies senkt die Kosten, gewährleistet eine möglichst effiziente Planung und Ressourcennutzung und garantiert zufriedene Kunden und eine perfekte Produktperformance.

Darüber hinaus wird durch die Angleichung der Service- und Ersatzteilprozesse das Risiko planungsabhängiger Prozessunterbrechungen und des Auftretens ungeplanter Servicetermine reduziert. Gleichzeitig werden Anlagen- und Produkteffizienz um die gleiche Größenordnung verbessert. Dies führt zu Produktivitätssteigerung, da Betriebs- und Serviceplanung weniger Personaleinsatz erfordert.

Obwohl die Einführung von Digitalen Produktzwillingen erst vor kurzem begonnen hat, hat BearingPoint diesen Ansatz (oder Teile davon) zur Transformation mehrerer führender Unternehmen eingesetzt.  

Ein globaler Felgenhersteller wollte seine ungeplanten Ausfallzeiten und den damit verbundenen Anstieg der Produktionskosten, Lieferverzögerungen, sowie die Auswirkungen auf seine Wettbewerbsfähigkeit reduzieren. Unsere Experten implementierten Lösungen zum Edge-Computing und eine geeignete Cloud-Infrastruktur zur Erfassung von Maschinendaten. Diese wurden über ein Condition Monitoring Dashboard zugänglich gemacht und konnten zur Entwicklung eines KI- Modells für vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) verwendet werden. Der kosteneffiziente Ansatz führte zu einem deutlichen Rückgang der Ausfallzeiten und verbesserte die Effizienz der Services zur Instandhaltung im Unternehmen.

Unser Ansatz half auch einem Unternehmen aus dem Bereich Robotik und Automatisierung dabei die Hürden bei der Digitalisierung abzubauen. BearingPoint implementierte gemeinsam mit dem Unternehmen eine Vielzahl von Lösungen, die die Wartung von Kunden- und Lieferantenprozessen des Unternehmens durchgängig harmonisierte.

Diese Massenstandardisierung ermöglichte Effizienz- und Kosteneinsparungen. Interne und externe Stakeholder (Akteure) können mit neuen Werkzeugen besser zusammenarbeiten. Sowohl vorgelagerte PLM- als auch nachgelagerte ERP-Systeme bilden die Grundlage für bessere integrierte Entwiclungsprozesse. Diese Schritte, sowie ein neues digitales Governance-Modell bildeten eine solide Grundlage für den nächsten Schritt der digitalen Transformation / digitalen Reise des Kunden.

Die Optimierung von Prozessen ist ein weiterer wesentlicher Nutzen des Digitalen Produktzwillings. Für einen weltweit tätigen Aufzugs- und Fahrtreppenhersteller entwickelten wir die Hardware für ein Sensor-Kit, das in über 300.000 Aufzügen des Unternehmens weltweit verbaut wurde. Die IoT-basierte Lösung ist in der Lage Warnungen und Informationen zum Maschinenzustand bereitzustellen und ist über die Cloud mit einer Fernüberwachungs- und vorausschauenenden Wartungsplattform (Predicitive Maintenance Plattform) verbunden.

Im Anschluss daran entwickelte BearingPoint für den Kunden eine globale Service Excellence-Plattform, die Produkt-, Lieferanten-, ERP-, Außendient-, Service-, Callcenter- und Kundendaten in einem einzigen und vernetzten digitalen Ökosystem zusammenführte. Diese Lösung ist über mobile Applikationen/Anwendungen und Dashboards zugänglich und speziell auf die Bedürfnisse der Kunden, Callcenter-Mitarbeitern und Techniker im Außendienst/Außendienstmitarbeiter ausgerichtet. Dies ermöglichte dem Hersteller eine schnelle, reibungslose digitale Transformation („Customer Journey“), sowie den Gewinn mehrerer Preise für diese Digitalisierung.

Diese Anwendungen zeigen, wie entscheidend das Konzept des Digitalen Produktzwillings im Kontext der Digitalisierungsbemühungen von Unternehmen sind. Sie schaffen die Grundlage, dass Unternehmen von neuen Entwicklungen wie der autonomen Produktion profitieren können. Für jedes zukunftsorientierte Unternehmen ist es unerlässlich, dass dieses Konzept schnell eingeführt wird.

 

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