Vorteile digitaler Zwillinge in der Automatisierung von Produktionsprozessen

Die fortschreitende Digitalisierung verändert die Fertigungsindustrie grundlegend. Durch den Einsatz von digitalen Zwillingen können Unternehmen Produktionsabläufe virtuell abbilden, simulieren und optimieren, bevor physische Änderungen vorgenommen werden. Diese Technologie erhöht die Effizienz, senkt Kosten und minimiert Fehler – ein entscheidender Faktor, insbesondere für Unternehmen, die durch Nearshoring neue Aufträge erhalten.

Was sind digitale Zwillinge?

Digitale Zwillinge sind digitale Repräsentationen physischer Systeme oder Prozesse, die zur Simulation und Analyse genutzt werden. Sie ermöglichen eine realitätsnahe Modellierung von Produktionsanlagen, wodurch Unternehmen potenzielle Schwachstellen bereits in der virtuellen Umgebung erkennen können.

Vorteile digitaler Zwillinge für die Prozessoptimierung

Die Nutzung digitaler Zwillinge sorgt für eine verbesserte Visualisierung und Simulation von Produktionsprozessen. Zu den wichtigsten Nutzen zählen:

• Umfassende Analyse von Produktionssystemen und frühzeitige Identifikation von Engpässen.
• Reduzierung von Produktionsausfällen um 30 % im Jahr 2022 (Quelle: S2).
• Steigerung der Gesamteffizienz durch virtuelle Tests von Änderungen an Takt, Platzbedarf und Prozessstabilität.
• Kostensenkung durch Vermeidung teurer Fehlplanungen.
• Minimierung von Fehlern dank genauer Simulation von Materialflüssen und Roboterzellen.

Diese Punkte verdeutlichen, warum digitale Zwillinge als Schlüsseltechnologie für die Automatisierung gelten.

Nearshoring und die steigende Auftragslage im EMS-Sektor

Nahezu alle neuen Aufträge im EMS-Sektor stammen aus Nearshoring-Initiativen. Eine aktuelle Studie zeigt, dass 67 % der deutschen Unternehmen Nearshoring als Reaktion auf globale Lieferkettenprobleme nutzen (2023, Quelle: S1). Das Wachstum von Nearshoring-Werkstätten lag im Jahr 2023 bei 15 %.

• Erhöhte Auftragszahlen durch kürzere Lieferzeiten.
• Flexiblere Produktionsstandorte nahe den Endmärkten.
• Notwendigkeit, Prozesse effizient zu automatisieren, um die neuen Kapazitäten zu bewältigen.

Integration digitaler Zwillinge in Nearshoring-Strategien

Die Kombination von Nearshoring und digitalen Zwillingen ermöglicht Unternehmen, neue Produktionsstandorte virtuell zu planen und zu testen, bevor sie realisiert werden. So können potenzielle Engpässe und Ausfallrisiken bereits im Vorfeld identifiziert und behoben werden, was das Risiko von Produktionsausfällen deutlich reduziert.

Praktische Anwendungsbeispiele aus der Industrie

Mehrere Unternehmen setzen bereits digitale Zwillinge ein, um ihre Fertigungsprozesse zu optimieren:

• Delta Electronics nutzt Roboter, um Randbereiche der EMS-Fertigung zu automatisieren. Durch digitale Zwillinge wird sichtbar, wie die Einführung einer zusätzlichen Roboterzelle den Takt und die Prozessstabilität beeinflusst.
• Die „Dynamic Duo“-Entwicklung von Delta kombiniert einen Cobot mit einer mobilen Roboterplattform. Digitale Zwillinge unterstützen die Planung und Integration dieser Lösung in bestehende Produktionslinien.
• Unternehmen prüfen, wie Änderungen in Materialbereitstellung und Logistikflüssen die Gesamteffizienz beeinflussen, indem sie komplette Abläufe – von der Fertigung bis zur Verpackung – virtuell simulieren.

Herausforderungen und Risiken

Trotz der Vorteile gibt es kritische Punkte, die Unternehmen berücksichtigen müssen:

• Hohe Implementierungskosten – insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen kann die Anfangsinvestition eine Hürde darstellen.
• Komplexität der Datenintegration, da Produktionsdaten häufig unstrukturiert vorliegen.
• Erforderliche Fachkompetenz für die Erstellung und Pflege digitaler Zwillinge.

Zukunftsaussichten und Trends

Die Bedeutung von KI in der Fertigung nimmt zu. Am 11. Juni 2026 findet in der Karlsruher Forschungsfabrik der AI Integrated Production Summit statt, bei dem die Verbindung von KI und digitalen Zwillingen im Fokus steht. Durch KI-Agenten können unstrukturierte Daten in Kontext gesetzt und für die Simulation genutzt werden, was die Genauigkeit und Aussagekraft digitaler Zwillinge weiter erhöht.

Fazit

Digitale Zwillinge sind ein entscheidender Baustein für die Automatisierung von Produktionsprozessen. Sie ermöglichen eine verbesserte Visualisierung, reduzieren Produktionsausfälle um bis zu 30 % und unterstützen Unternehmen dabei, Nearshoring-Initiativen effizient umzusetzen. Trotz hoher Anfangsinvestitionen überwiegen die langfristigen Vorteile, insbesondere wenn sie mit KI-Technologien kombiniert werden. Unternehmen, die diese Technologie frühzeitig integrieren, sichern sich einen klaren Wettbewerbsvorteil in einer zunehmend digitalisierten Fertigungslandschaft.