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JOHANNES KEPLER
UNIVERSITÄT LINZ
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Daniel Lehner
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TwinTech
Innovationsbooster digitaler Zwilling
2
Anomaly Detection
KI-basierte Planung
Predictive Maintenance
Simulation
Digitaler
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digitalen Zwilling
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Schritt für Schritt zum
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◦ MSc mit Auszeichnung (TU Wien)
Schulung und Beratung zum effizienten
Einsatz digitaler Zwillinge
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Daniel Lehner
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Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
TwinTech
Beispiel IoT-Systeme
Picture sources: algorithm by N.Style from noun project, geralt from pixabay.com 6
Robot Conveyor
Item
TransportUnit
Room
Building
Sensor Actuator
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Smart Home Dashboard
Production Routing
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Plan
Live-Daten
TwinTech
Beispiel Smart Home:
Schritt für Schritt zum digitalen Zwilling
Picture source:, geralt from pixabay.com
7
Digitaler Zwilling
communicates
communicates Zwillings-
Interface
Physischer Zwilling Digitaler Zwilling
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
9
Room
Building
Sensor Actuator
Sensor
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CO2
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Temperature
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Humidity
Sensor
sensor1 sensor2 sensor3 …
Zwillings
Modell
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
TwinTech
Schritt 2: Daten-Integration
Picture by Abd Majd from Noun Project 11
Zwillings-Interface
Azure
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Wrapper
Zwillings-Interface
• Einheitliche Kommunikation mit
heterogenen Geräten
• Basiert auf Modell aus Schritt 1
Wrapper
• Technologien
• Daten-Formate
• Kommunikations-
Protokolle
Zwillings-
Modell
room1.temperature
Room.Sensors.temp
-> Room.temperature
Room.TempSensor.value
-> Room.temperature
Room.Sensors.temp
Room.TempSensor.value
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
TwinTech
Schritt 3: Daten-Verwertung
13
Konfiguration durch Modell
aus Schritt 1
Integration mit Daten-
Schnittstelle aus Schritt 2
Zwillings-Interface
Zwillings-
Modell
Picture by Abd Majd from Noun Project
Konfiguration durch Modell
aus Schritt 1
TwinTech
Schritt 3: Daten-Verwertung
14
Zwillings-Interface
Zwillings-
Modell
Verfügbare Räume?
Sensoren pro Raum?
Verfügbare Räume?
Sensoren pro Raum?
Sensor-Werte pro Raum
Picture by Abd Majd from Noun Project
TwinTech Picture source: geralt from pixabay.com
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
IoT Geräte
Modellierung
Zwillings-Schnittstellen
Wrapper
Integration von Services
mit Zwillings-Schnittstelle
Konfiguration durch
Zwillings-Modell
TwinTech
Beispiel Production Routing:
Schritt für Schritt zum digitalen Zwilling
17
Zwillings-
Interface
Physischer
Zwilling
Simulation Planning
Algorithm
Anomaly
Detector
Predictor
Digitaler Zwilling
TwinTech
Simulation in a Nutshell
Verhaltens-Repräsentation
3D-Modellierung
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Existierende Standards ermöglichen einheitliche Kommunikation
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TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
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- gripAt (Position)
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robot1 robot2 … conveyor1 conveyor2 …
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Robot Conveyor
Item
TransportUnit
Zwillings
Modell
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
TwinTech
Schritt 2: Daten-Integration
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Zwillings-Interface
Zwillings-
Modell
Picture by Abd Majd from Noun Project
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
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TwinTech
Schritt 3: Daten-Verwertung
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Integration mit Daten-
Schnittstelle aus Schritt 2
Zwillings-Interface
Zwillings-
Modell
Planning
Algorithm
Anomaly
Detector
Predictor
Konfiguration durch
Modell aus Schritt 1
Konfiguration durch
Modell aus Schritt 1
Picture by Abd Majd from Noun Project
TwinTech
Schritt 1: Bestandsaufnahme
Schritt 2: Daten-Integration
Schritt 3: Daten-Verwertung
TwinTech 26
Schritt 1: Bestandsaufnahme
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Schritt 3: Daten-Verwertung
IoT Geräte + Simulationen
Modellierung
Zwillings-Schnittstellen
Wrapper
Integration von Services
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Konfiguration durch
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Digitale Zwillinge – viele Tools, ein Überblick, heise iX 04/2023
TwinTech
Tool-Überblick Zwillings-Modell
Asset
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Shell
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Twin Definition
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UML SysML V2
Typ-Ebene nein ja ja ja
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Azure Digital Twins nein Nein
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Unzählige Unzählige
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TwinTech
Tool-Überblick IoT-Hub
Azure IoT-Hub AWS IoT
Greengrass
Eclipse Hono IBM Watson IoT
Platform
xDT
(Executable
Digital Twin)
Unterstützte
Kommunikations
protokolle
MQTT, AMQP,
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MQTT, custom MQTT, OPC-UA
Installation:
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Ja/Ja Ja/Ja (als „IoT
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Lizenzmodell Stufen: Basic &
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Nach
Geräteanzahl
(0,18 US-
Dollar/Gerät)
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SimCenter-
Lizenz
29
TwinTech
Tool-Überblick Simulation
Siemens
SimCenter
AWS
RoboMaker
Mathworks
Simulink
3DExperience Unity Godot
Unterstützte
Standards zur
3D-
Modellierung
Ja (k.A.
welche)
STL, SDF,
URDF,
COLLADA
STL, FBX,
DAE
COLLADA,
URDF und
SDF
STL, FBX STL, OBJ or
Collada
Interaktionssc
hnittstelle
Ja (k.A.
welche)
ROS REST/MQTT Über
Applications
Developer
Tooling
ROS/CLI
Unterstützt
FMI-Standard
zur Interaktion
ja nein ja ja Über open-
source
Gazebo-FMI
Projekt
30
TwinTech
Tool-Überblick Zwillings-Interface
Azure Digital
Twins
AWS
TwinMaker
Eclipse Ditto Bosch Semantic
Stack
IBM
MAS & ELM
Grafische Oberfläche ADT Explorer nein Open-Source
Editoren
nein k.A.
Support für Anbindung
an laufendes System
Standard Data
Connectors
Standard Nein (consulting
notwendig)
Nein (consulting
notwendig)
Programmiersprachena
nbindung
REST + .NET/Java/
Javascript/Python/G
o SDKs
REST REST Java/Javascript/P
ython SDKs
k.A.
Portabilität Kein Support Unterstützu
ng durch
AWS SDK
Möglich für
andere Tools, die
AAS unterstützen
standardisierte
zwillings-
Definitionen
(ESMF und AAS)
Kein support
Wiederverwendbarkeit Nein Nein Erw. Features Erw. Features Erw. Features
31
TwinTech
Digitaler Zwilling
Komplexität durch Agilität
32
Zwillings-
Interface
Planning
Algorithm
Anomaly
Detector
ChatGPT
TwinTech
Conclusion
33
Anomaly Detection
KI-basierte Planung
Predictive Maintenance
Simulation
Digitaler
Zwilling
IoT-Geräte
Digitaler
Zwilling
Kunden, Lieferanten
ERP
TwinTech
Let‘s Talk
images: tonodiaz,, freepik at Freepik.com 34
Potential-Analyse Maßgeschneiderte
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