Digitale Zwillinge: Definition, Entwicklung, Funktionsweise und Mehrwert

Der Begriff „Digitaler Zwilling“ ist heute allgegenwärtig – in der Industrie, im Bauwesen, im Facility Management und zunehmend auch im regulatorischen Kontext. Gleichzeitig wird er häufig missverstanden. Dieser Beitrag ordnet den Begriff ein, erklärt seine Entwicklung, beschreibt die Funktionsweise und zeigt den konkreten Mehrwert digitaler Zwillinge in der Praxis.

1. Was ist ein Digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling ist keine exakte digitale Kopie eines realen Objekts. Der Begriff „Zwilling“ ist insofern irreführend.

Ein digitaler Zwilling ist vielmehr ein zweckorientiertes digitales Abbild eines realen Objekts, Systems oder Prozesses.
Welche Daten enthalten sind, wie aktuell sie sind und wie detailliert sie vorliegen, hängt ausschließlich davon ab, was mit dem digitalen Zwilling erreicht werden soll.

Beispiele:

• Für die Instandhaltung genügt oft eine strukturierte Kombination aus Stammdaten, Dokumentation, Wartungshistorie und Zustandsinformationen.
• Für Simulationen oder Optimierungen können Sensordaten und Betriebskennzahlen relevant sein.
• Für regulatorische Zwecke stehen Material-, Herkunfts- und Lebenszyklusdaten im Vordergrund.

Der digitale Zwilling ist damit kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug.

2. Historische Entwicklung

Die Idee digitaler Abbilder realer Systeme ist älter als der Begriff selbst:

• 1960er–1980er
  Simulationen in der Raumfahrt und im Maschinenbau (z. B. bei der NASA) – noch ohne kontinuierliche Datenanbindung.
• 1990er–2000er
  CAD-, CAE- und PLM-Systeme ermöglichen strukturierte digitale Produktmodelle, meist statisch und losgelöst vom Betrieb.
• ab ca. 2010
  Mit IoT, Cloud-Plattformen und günstigeren Sensoren entstehen dynamische Modelle mit Echtzeit- oder Near-Realtime-Daten.
• heute
  Digitale Zwillinge werden zunehmend über den gesamten Lebenszyklus hinweg gedacht – von Planung und Bau über Betrieb und Wartung bis zu Rückbau, Recycling und Digitalem Produktpass.

3. Wie funktioniert ein Digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling besteht typischerweise aus mehreren Ebenen:

3.1 Das reale Objekt

Gebäude, Maschine, Anlage, Produkt oder Infrastruktur – eindeutig identifizierbar (z. B. über Seriennummern oder Smart IDs).

3.2 Die Datenebene

Je nach Anwendungsfall können dazugehören:

• Stammdaten
• Technische Spezifikationen
• Dokumente (Pläne, Handbücher, Zertifikate)
• Wartungs- und Ereignishistorien
• Sensordaten
• Nutzer- oder Servicekommunikation

3.3 Die Verknüpfung

Der digitale Zwilling lebt von der eindeutigen Zuordnung zwischen physischem Objekt und digitalen Informationen.
Hier kommen QR-Codes, Smart IDs oder andere Identifikatoren ins Spiel.

3.4 Die Nutzung

Der Mehrwert entsteht nicht durch die Daten selbst, sondern durch ihre Nutzung:

• Analyse
• Visualisierung
• Kommunikation
• Automatisierung
• Entscheidungsunterstützung

4. Typische Anwendungsfälle

Digitale Zwillinge werden heute unter anderem eingesetzt für:

• Asset- und Facility Management
• Instandhaltung und Serviceprozesse
• Bau- und Projektmanagement
• Energiemanagement
• Simulation und Optimierung
• Nachweisführung und Compliance
• Digitale Produktpässe und Lebenszyklusdokumentation

Wichtig: Nicht jeder Anwendungsfall benötigt Echtzeitdaten oder Sensorik.
Ein gut strukturierter, dokumenten- und ereignisbasierter digitaler Zwilling ist in vielen Fällen bereits extrem wirkungsvoll.

5. Der konkrete Mehrwert digitaler Zwillinge

Richtig eingesetzt bieten digitale Zwillinge messbare Vorteile:

• Transparenz
  Alle relevanten Informationen sind objektbezogen an einem Ort verfügbar.
• Effizienz
  Weniger Suchzeiten, weniger Rückfragen, weniger Medienbrüche.
• Bessere Entscheidungen
  Entscheidungen basieren auf aktuellen und vollständigen Informationen.
• Nachvollziehbarkeit
  Änderungen, Wartungen und Ereignisse sind dokumentiert und historisiert.
• Skalierbarkeit
  Einmal eingeführt, lassen sich digitale Zwillinge auf tausende Objekte ausrollen.
• Grundlage für Regulierung
  Digitale Zwillinge sind eine zentrale Voraussetzung für Themen wie den Digitalen Produktpass.

6. Digitale Zwillinge im Kontext von AIRdBASE

AIRdBASE verfolgt einen pragmatischen Ansatz:
Der digitale Zwilling ist hier kein komplexes Simulationsmodell, sondern ein praxisnahes digitales Objekt, das alle relevanten Informationen über den gesamten Lebenszyklus bündelt.

Kernprinzipien:

• Jedes Objekt erhält eine eindeutige Smart ID.
• Dokumente, Daten, Ereignisse und Kommunikation sind direkt am Objekt verknüpft.
• Der digitale Zwilling ist sofort nutzbar – ohne Sensorik-Zwang.
• Erweiterbar in Richtung IoT, DPP und regulatorische Anforderungen.

So entstehen digitale Zwillinge, die nicht beeindrucken sollen, sondern funktionieren.

7. Fazit

Der digitale Zwilling ist kein Hype – aber auch kein Allheilmittel.
Sein Nutzen hängt nicht von der technologischen Komplexität ab, sondern von der Klarheit des Ziels.

Wer versteht, dass ein digitaler Zwilling immer nur so detailliert sein muss wie nötig, erhält ein äußerst wirkungsvolles Werkzeug für Betrieb, Service, Compliance und Wertschöpfung über den gesamten Lebenszyklus hinweg.