Key Takeaways
- Digitale Zwillinge ermöglichen die virtuelle Entwicklung und das Testen von Fahrzeugprototypen, wodurch Kosten und Entwicklungszeit erheblich reduziert werden. Sie werden auch zur Prüfung und Optimierung von Produktionsprozessen eingesetzt.
- Stadtplaner nutzen Digitale Zwillinge für die Simulation von Verkehrsströmen und erleichtern dadurch eine effizientere Infrastrukturplanung. Sie verbessern auch das Gebäudemanagement, indem detaillierte Energieanalysen bereitgestellt und Wartungsarbeiten proaktiv geplant werden können.
- Digitale Zwillinge erhöhen die Effizienz in Stromnetzen, indem sie Echtzeitdaten für genaue Netzlastprognosen nutzen und so die Zusammenarbeit mit Netzbetreibern und Kommunen verbessern. Lösungen wie Gridscale X ermöglichen eine dynamische Anpassung der Stromflüsse und optimieren so die Ressourcenzuweisung.
- Im Gesundheitswesen werden digitale Zwillinge zur Entwicklung personalisierter Behandlungspläne und zur Verbesserung der Krankenhauslogistik eingesetzt. Sie ermöglichen auch die Simulation von Operationen und optimieren die Pharmakologie durch genaue Vorhersage der Arzneimittelwirkungen.
Digitale Zwillinge ermöglichen durch die präzise digitale Abbildung von Objekten, Prozessen und Systemen eine Transformation in einer Vielzahl von Wirtschaftszweigen. Ein Digitaler Zwilling ist eine präzise digitale Abbildung eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems. Digitale Zwillinge simulieren Verhaltensweisen und nutzen KI, um zukünftige Entwicklungen vorherzusagen und Optimierungspotenziale zu identifizieren.
Nach Einschätzung des Marktforschungsunternehmens Fortune Business Insights betrug der globale Markt für digitale Zwillinge im Jahr 2024 17,7 Milliarden USD und wird voraussichtlich von 24,5 Milliarden USD im Jahr 2025 auf 259,3 Milliarden USD im Jahr 2032 anwachsen, was einer durchschnittlichen Wachstumsrate von rund 40 % während des Prognosezeitraums entspricht.
Effizientere Prototypenentwicklung in der Automobilindustrie und optimierte Planung von Fabriken
Digitale Zwillinge werden in der Automobilindustrie immer häufiger für die virtuelle Prototypenentwicklung, Fabrikplanung und für Testzwecke eingesetzt. Physische Prototypen sind teuer und zeitaufwendig in der Herstellung. Digitale Zwillinge ersetzen diesen Prozess, indem sie virtuelle Darstellungen und Simulationsmöglichkeiten bieten. So können Entwicklungsteams die Funktionalität in einer virtuellen Umgebung testen und optimieren.
Der VW-Konzern hat das SUV-Coupé Volkswagen Nivus im Jahr 2020 in Brasilien fast vollständig virtuell mit der Virtual-Reality-Engineering-Software IC.IDO der ESI Group entwickelt und getestet. Die ursprüngliche Entwicklungszeit für ein Fahrzeug wie den Volkswagen Nivus beträgt normalerweise rund drei Jahre. Dank virtueller Entwicklung und des Testens mit der IC.IDO-Software konnte Volkswagen in Brasilien diese Zeit auf zehn Monate verkürzen.
In der Automobilindustrie sind digitale Zwillinge unverzichtbare Werkzeuge für die Planung und Anpassung von Produktionsstandorten. Sie ermöglichen detaillierte digitale Simulationen geplanter Umstrukturierungsmaßnahmen. BMW begann 2023 mit umfangreichen Simulationen der Automobilproduktion in seinem Werk in Debrecen, Ungarn, unter Verwendung der Simulationsplattform NVIDIA Omniverse, obwohl das Werk erst 2025 in Betrieb genommen werden sollte. Ziel war es, Prozesse präzise zu optimieren, um die Effizienz zu steigern und Kosten zu sparen, insbesondere durch verbesserte Robotik- und Logistiksysteme.
Simulation von Markt- und regulatorischen Veränderungen im Finanzsektor
Digitale Zwillinge transformieren den Finanzsektor, indem sie präzise Datenanalysen und strategische Entscheidungen unterstützen. Laut einer Studie des Softwareunternehmens Altair aus dem Jahr 2023 hatten zum Zeitpunkt der Befragung 71 % der befragten Finanzunternehmen diese Technologie implementiert. Die Hauptanwendungsbereiche waren die Optimierung von Geschäftsprozessen (54 %), die digitale Echtzeitüberwachung (51 %) und die prädiktive Analyse zur Vorhersage von Verhaltensweisen (51 %).
Diese Modelle ermöglichen es Banken und Versicherungsunternehmen, Finanzsysteme detailliert zu simulieren und Risiken zu bewerten, indem sie Marktszenarien verwenden, um die Auswirkungen von Investitionen zu analysieren. Ebenso werden Compliance-Prozesse optimiert, indem regulatorische Anforderungen modelliert werden. In der Kundenbetreuung ermöglichen sie personalisierte Finanzlösungen durch genaue Analyse von Kundenprofilen. Insgesamt fördern digitale Zwillinge im Finanzwesen eine genaue Risikobewertung, Prozessverbesserungen und Anpassungen und ermöglichen so die Umsetzung effizienterer und nachhaltigerer Strategien.
Nachhaltige, effiziente Planung und Verwaltung im Bauwesen
Digitale Zwillinge transformieren das Bauwesen durch die präzise Nachbildung von Gebäuden und städtischer Infrastruktur. Städte wie Hamburg und Stuttgart setzen diese Technologie ein, um Planungsprozesse effizienter zu gestalten und ihre Verkehrsströme zu optimieren. Dank detaillierter Simulationen können Architekten und Ingenieure fundierte Entscheidungen treffen, die Ressourcennutzung verbessern und nachhaltige städtische Systeme fördern. Das Modell wird kontinuierlich mit seinem physischen Gegenstück synchronisiert, weshalb es immer auf dem neuesten Stand ist und zeitnah präzise Rückmeldungen, zum Beispiel zu Verkehrsströmen, liefert.
Digitale Zwillinge werden auch im Gebäudemanagement eingesetzt, um den Energieverbrauch zu optimieren und die vorausschauende Instandhaltung zu unterstützen. Digitale Zwillinge im Bauwesen erstellen präzise virtuelle Modelle von Gebäuden, die alle technischen Systeme sowie Informationen zur Raumnutzung integrieren. So bietet beispielsweise Bosch in diesem Zusammenhang digitale Zwillingstechnologien an, die Echtzeit-Einblicke in den Gebäudebetrieb ermöglichen. Dies ermöglicht ein effizienteres Energiemanagement und eine vorausschauende Wartung.
Verbesserte Effizienz und Zusammenarbeit beim Management moderner Stromnetze
Digitale Zwillinge revolutionieren die Energiewirtschaft, indem sie sowohl die Effizienz von Stromnetzen steigern als auch die Zusammenarbeit zwischen Netzbetreibern und Kommunen verbessern. Die Software Gridscale X von Siemens verbessert in Zusammenarbeit mit dem niederländischen Netzbetreiber Alliander die Netzeffizienz, indem sie digitale Zwillinge zur Analyse von Echtzeitdaten einsetzt. Dies ermöglicht eine genauere Vorhersage der Netzlasten und die dynamische Anpassung der Stromflüsse. So kann festgestellt werden, welche Netzsegmente Kapazitätserweiterungen benötigen und welche durch eine flexible Steuerung verwaltet werden können. Dies optimiert die Ressourcenzuweisung und reduziert unnötige Kosten.
Die „KommunalPlattform“ des Energieversorgers EnBW, die mit dem Softwareanbieter Enersis entwickelt wurde, nutzt digitale Zwillinge, um Verteilernetze virtuell abzubilden. Diese SaaS-Lösung integriert Echtzeitdaten, die Einspeise- und Verbrauchsmuster transparent darstellen. Durch die Visualisierung können Synergien bei geplanten Baumaßnahmen identifiziert werden, was die Zusammenarbeit zwischen Netzbetreibern und Kommunen stärkt.
Effiziente und auf den Patienten zugeschnittene medizinische Versorgung
Digitale Zwillinge im Gesundheitswesen sind hochpräzise virtuelle Patientenmodelle, die genetische Informationen, Gesundheitsdaten und die medizinische Historie integrieren. Krankenhäuser nutzen sie, um personalisierte Behandlungspläne zu entwickeln und OPs präoperativ zu simulieren, was Eingriffszeiten verkürzt und Komplikationsrisiken minimiert. Sie verbessern auch den Patientenfluss und die Ressourcennutzung in der Krankenhauslogistik. In der Pharmakologie helfen digitale Zwillinge, die Wirkungen und Nebenwirkungen neuer Medikamente präzise vorherzusagen, wodurch klinische Tests effizienter gestaltet werden.
Im Jahr 2024 entwickelte das Universitätsklinikum Heidelberg digitale Zwillinge für den Stoffwechsel von Neugeborenen in den ersten sechs Lebensmonaten. Diese Modelle simulieren 26 Organe und über 80.000 Stoffwechselreaktionen. Sie verbessern die Diagnose und Therapie seltener Krankheiten, ermöglichen maßgeschneiderte Behandlungen und optimieren die pädiatrische Versorgung.
Final Word
Digitale Zwillinge sind ein transformatives Element in der deutschen Wirtschaft. Sie verbinden datengetriebene Präzision mit operativen Optimierungen und Effizienzsteigerungen. Durch die Echtzeitmodellierung komplexer Systeme unterstützen sie fundierte Entscheidungen und minimieren Risiken. Sie bieten bereits jetzt erhebliches Potenzial für strategische Neuausrichtungen. In einer vernetzten Wirtschaft werden sie zunehmend zu wichtigen Instrumenten für nachhaltiges Wachstum und zukunftssichere Geschäftsmodelle.
