Visuelle Programmierung mit No-Code-Lösungen für den Digital Twin

In der heutigen datengetriebenen Welt sind Digitale Zwillinge unverzichtbar, um Prozesse zu optimieren und die Effizienz zu steigern. Dennoch ist der Einstieg für viele Unternehmen oft nicht leicht, insbesondere wenn spezialisierte Ressourcen fehlen. Hier kommt Power Apps ins Spiel: Ein rein visuelles Entwicklungstool für die Erstellung von Digital Twin-Anwendungen, das keine tiefgehenden Programmierkenntnisse erfordert.

Power Apps als einfache und effektive Basis

Power Apps basiert auf der JavaScript-Bibliothek Blockly, die eine visuelle Programmieroberfläche bereitstellt. Nutzer*innen können mit grafischen Blöcken Programmierkonzepte wie Variablen, Schleifen oder logische Ausdrücke umsetzen – ohne zu Coden. Diese intuitive Herangehensweise ermöglicht es, Digitale Zwillinge mit wenigen Klicks zu erstellen.

CONTACT Elements: Die Plattform für digitale Zwillinge

Power Apps ist Bestandteil der CONTACT Elements-Plattform , die alle Daten und Prozesse von der ersten Idee bis zum Recycling eines Produkts entlang des Digital Thread (digitaler Faden) durchgängig verbindet und die digitale Transformation beschleunigt. Nutzer*innen können Digitale Zwillinge von Produkten, Systemen oder Prozessen erstellen, verwalten und optimieren – individuell und ohne aufwendige Backend-Programmierung.

Einfache Integration von Simulationen, Datenanalysen oder KI

Mit Power Apps lassen sich automatisierte Schnittstellen zu bestehenden Systemen und Datenquellen schneller umsetzen, was den Datenfluss zum Digitalen Zwilling deutlich erleichtert. Python Skripte ergänzen dabei komplexere Algorithmen für Simulationen oder maschinelles Lernen (ML). Bibliotheken wie TensorFlow oder Pandas ermöglichen Zustände von Maschinen und Anlagen präzise vorherzusagen. Simulationen bieten darauf aufbauend eine gezielte Analyse verschiedener Szenarien sowie deren Auswirkungen auf Systeme.

Ergebnisse wie KPIs oder Zeitreihen lassen sich in der Elements-Plattform in Geschäftsprozesse einbinden – ideal für Unternehmen aus der Fertigungs-, Gesundheits- oder Energiebranche, die auf genaue Prognosen angewiesen sind.

Anwendungen flexibel anpassen

Die intuitive Benutzeroberfläche von Power Apps erlaubt es, mit nur wenigen Klicks maßgeschneiderte Anwendungen zu entwickeln und an spezifische Anforderungen anzupassen. Daten aus Dokumenten, Sensoren oder Simulationen können verarbeitet, berechnet und direkt im Dashboard des digitalen Zwillings visualisiert werden.

Keine IT-Hürden und komplexe Freigaben mehr

Power Apps benötigt keine komplexen IT-Tools oder Freigabeprozesse. Nutzer*innen können Anwendungen direkt auf der CONTACT Elements-Plattform erstellen, anpassen und freigeben. Dadurch können sie schnell auf neue Anforderungen reagieren.

Fazit

Die visuelle Programmierung mit innovativen Lösungen wie Power Apps auf der CONTACT Elements-Plattform erleichtert es, Anwendungen für digitale Zwillinge zu erstellen und zu automatisieren. Ohne aufwendige IT-Infrastruktur werden digitale Zwillinge so für Unternehmen jeder Größe zugänglich.

Vorteile auf einen Blick:

  • Schnelle Entwicklung: Iterative Anpassungen und User-Feedback in Echtzeit.
  • Optimierung durch Simulation: Erkenntnisse aus Analysen direkt in Modelle einfließen lassen.
  • Integration in Geschäftsprozesse: Ergebnisse nahtlos in Workflows oder Servicefälle einbinden.

Mit der einfachen und flexiblen Erstellung digitaler Zwillinge eröffnen sich Unternehmen neue Möglichkeiten, Effizienz zu steigern und Innovationen voranzutreiben.

Herausforderungen in der Instandhaltung von Anlagen

Ungeplante Ausfallzeiten durch Instandhaltungsmaßnahmen machen mittlerweile elf Prozent des Unternehmensumsatzes aus. Eine gezielte Wartungsstrategie verlängert nicht nur die Lebensdauer von Anlagen und Maschinen, sondern senkt auch die Investitionskosten.

Unsere Expertenbefragung mit Fachleuten aus verschiedenen Branchen zeigt den aktuellen Stand und gibt einen Einblick in die vielfältigen Herausforderungen und Potenziale in der Instandhaltung. Die Ergebnisse haben wir in Form eines Whitepapers aufbereitet und veröffentlicht.

Teilnehmer*innen aus der Instandhaltung

Die Teilnehmenden aus der Instandhaltung verteilen sich auf folgende Bereiche:

  • Strategische Planung: 11 Teilnehmende
  • Operative Einsatzplanung: 5 Teilnehmende
  • Durchführung: 5 Teilnehmende

In der Auswertung der Expertenbefragung stellten die Branchen Automotive sowie Metallerzeugung und -bearbeitung mit jeweils fünf Teilnehmenden die größten Gruppen. Außerdem waren die Branchen Maschinenbau, der sonstige Fahrzeugbau sowie die Luft- und Raumfahrt vertreten. Fast die Hälfte der Befragten arbeitet in großen Unternehmen mit über 50 Millionen Euro Jahresumsatz und über 250 Mitarbeitenden.

So lief die Umfrage ab

Das Fraunhofer IPK in Zusammenarbeit mit der CONTACT Software GmbH führten die Befragung durch. Im April und Mai 2023 fand online ein Pretest statt. Auf Basis der Ergebnisse überarbeitete das Forschungsteam den Fragebogen, mit dem die eigentliche Expertenbefragung von Mitte Februar bis Ende Juni 2024 erfolgte.

Die Teilnehmer*innen wurden per E-Mail, Telefon und persönlicher Ansprache auf Messen auf die Umfrage aufmerksam gemacht und führten sie online durch.

Die Expertenbefragung umfasste 22 Fragen, unterteilt in sechs Kategorien:

  • Unternehmen und Person
  • Beschreibung der Aufgabenfelder
  • Arbeitsorganisation
  • Informationszugänglichkeit für die Aufgabenerfüllung
  • Bewertung der Informationsqualität
  • Einsatz Tools für die Aufgabenerfüllung

Fünf zentrale Ergebnisse der Befragung

  1. Weniger Stillstand durch bessere Planbarkeit: Die Umfrage hebt die Planbarkeit als einen entscheidenden Faktor für die Effizienz der Instandhaltung hervor. Die Befragten betonten, dass unvorhersehbare Ausfälle und die Schwierigkeit, optimale Wartungsintervalle festzulegen, zu erheblichen Problemen führen können. Wer Wartungsintervalle optimal plant, verringert Stillstandzeiten und steigert die Produktivität. Die operative Einsatzplanung versucht, ungeplante Ausfälle weitgehend zu vermeiden, um die Einsatzplanung zu erleichtern.

    Im Rahmen der Durchführung spielen darüber hinaus die planbare Zeit zwischen Instandhaltungsvorgängen als auch die Dauer der eigentlichen Tätigkeit eine wesentliche Rolle.

  2. Herausforderungen durch den Fachkräftemangel: Der Mangel an qualifiziertem Personal stellt eine erhebliche Herausforderung für die Instandhaltung dar. Sowohl die Verfügbarkeit von Fachkräften als auch deren Qualifikation stellen für die Befragten ein Problem dar. Um dem zu begegnen, wird der Einsatz digitaler Geräte als beste Qualifikationsmaßnahme angesehen.

  3. Ausfälle durch fehlende Ersatzteile: Insbesondere der Automobilsektor und der Fahrzeugbau stufen die rechtzeitige Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Werkzeugen als kritisch ein. Fehlende Ersatzteile können zu Produktionsausfällen und Verzögerungen führen. Der Einsatz eines digitalen Ersatzteilmanagements wird als mögliche Lösung genannt, aber noch nicht flächendeckend umgesetzt.

  4. Informationen schneller finden: Die Befragten sehen ein effizientes Informationsmanagement als wichtigen Faktor für die Effizienzsteigerung in der Instandhaltung an, da es den schnellen und einfachen Zugriff auf relevante Informationen ermöglicht. Eine klare Datenstruktur und die Digitalisierung von Informationen tragen dazu bei, die Suchzeiten zu verkürzen und die Entscheidungsfindung zu verbessern. Digitale Daten lassen sich zwar grundsätzlich schwieriger strukturieren, reduzieren aber den Suchaufwand merklich.

  5. Digitalisierung und Einsatz neuer Technologien: Das Whitepaper beleuchtet den potenziellen Einsatz digitaler Lösungen wie Predictive Maintenance, Digitale Zwillinge und cloudbasierte IoT-Plattformen. Allerdings zeigt die Befragung, dass viele Unternehmen diese Technologien noch nicht umfassend nutzen. Es wird betont, dass die Einführung digitaler Lösungen einhergehen muss mit einem auf das Unternehmen abgestimmten Informationsmanagement.

Was bedeutet das für die Instandhaltung?

Die Expertenbefragung identifiziert drei Schwerpunkte: den Personaleinsatz, die konkreten Herausforderungen im Arbeitsalltag sowie das Informationsmanagement. In der Mitarbeiterqualifikation liegen demnach große Verbesserungspotentiale. Dabei sehen die Befragten den Einsatz digitaler Geräte als beste Qualifikationsmaßnahme an.

Vernetzte Produktionsanlagen erleichtern Wartungsarbeiten und deren Planung.

Die befragten Personen berichten auch die Ersatzteilverfügbarkeit als große Herausforderung. Hier unterstützt in einigen Fällen bereits ein digitales Ersatzteilmanagement, welches nur bedingt Abhilfe schafft. Grundlage für die erfolgreiche Integration digitaler Assistenzsysteme ist ein auf das Unternehmen abgestimmtes Informationsmanagement, denn die Suche nach Informationen nimmt derzeit einen Großteil der Arbeitszeit ein.

Die Zahlen zeigen, dass digital vorliegende Informationen schneller gefunden werden und somit die Informationssuche weniger Arbeitszeit in Anspruch nimmt. Voraussetzung dafür sind digitale Informationsstrukturen, die bei den befragten Unternehmen aber nur zum Teil vorliegen – viele speichern ihre Daten nach wie vor analog.

Der Weg zur Digitalisierung führt immer über den Pfad der Datenmigration. Das heißt, bestehendes Informationsmanagement muss weg vom Papier, auch in der operativen Instandhaltung.

Laden Sie jetzt das vollständige Whitepaper herunter und erhalten Sie detaillierte Einblicke in den IST-Zustand der Instandhaltung in deutschen Unternehmen.

Welche spezifischen Herausforderungen sehen Sie in Ihrem Unternehmen im Bereich der Instandhaltung? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erfahrungen in den Kommentaren!

Nachhaltigkeit als Wettbewerbsvorteil: Mit PLM einen Schritt voraus

Nachhaltiges Denken ist längst kein „Nice to have“ mehr – Regulatorien und Kundenwünsche machen es zu einem zentralen Bestandteil heutiger Innovation. Immer mehr Unternehmen erkennen, dass ökologische Verantwortung und wirtschaftlicher Erfolg kein Widerspruch sein müssen. Besonders in der Produktentwicklung zeigt sich das deutlich: Wo früher das Preis-Leistungsverhältnis im Vordergrund stand, kommt heute die Nachhaltigkeit als weiterer zentraler Faktor hinzu.

Preis-Leistung war gestern – es zählt das Gleichgewicht

Kosten und Effizienz spielen immer noch eine große Rolle. Aber wer auch in Zukunft wettbewerbsfähig bleiben will, muss in unternehmerischen Entscheidungen die Umweltbilanz mitdenken. Die Herausforderung: ein gutes Gleichgewicht zwischen ökonomischer Performance und ökologischer Verantwortung finden. Das gelingt vor allem dann, wenn Nachhaltigkeit nicht erst ganz am Ende, sondern ganz zu Beginn – im Design – mitgedacht wird.

Warum der Produktentwicklungsprozess so entscheidend ist

Rund 80 Prozent der Umweltauswirkungen eines Produkts werden schon in der Entwicklungsphase festgelegt. So kommt bereits der Wahl von Materialien, Herstellungsprozessen, Energieverbräuchen sowie auch der Recyclingfähigkeit innerhalb der Entwicklung eine entscheidende Rolle zu. Wer hier bereits mit belastbaren und transparenten Daten arbeitet, kann mit seinen Entscheidungen die späteren Folgen für die Umwelt gezielt beeinflussen und positiv auf die Bilanz einwirken.

LCA vs. PCF – zwei wichtige Begriffe kurz erklärt

Wer sich mit nachhaltiger Produktentwicklung beschäftigt, kommt an diesen beiden Begriffen kaum vorbei:

  • Life Cycle Assessment (LCA) – die Ökobilanz eines Produkts über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg. Von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung.
  • Product Carbon Footprint (PCF) – der CO₂-Fußabdruck eines Produkts, ausgedrückt in CO₂-Äquivalenten. Der PCF ist oft ein Teil einer umfassenderen LCA.

Nachhaltigkeit direkt im PLM-System umsetzen

Mit CONTACTs Sustainability-Lösung lassen sich diese Umweltdaten direkt in CIM Database PLM erfassen und nutzen. So werden Materialien, Prozesse und Produktstrukturen systematisch bewertet. Ob manuell eingegeben oder automatisch aus Umwelt-Datenbanken importiert: Die Umweltwirkung eines Produkts lässt sich direkt im System analysieren und verbessern.

Asset Administration Shell – ein Schlüssel zum Datenaustausch in der Lieferkette?

Nachhaltigkeit funktioniert nicht im Alleingang. Besonders bei komplexen Produkten mit vielen Zulieferern ist der souveräne Austausch von Daten entscheidend. Hier kommt das Konzept der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) ins Spiel – eine standardisierte Abbildung von digitalen Zwillingen für beispielsweise Industriekomponenten.

Mit verschiedenen Submodellen wie zum Beispiel für den Carbon Footprint können Unternehmen ihre Umweltinformationen standardisiert kommunizieren, intern wie extern. So entsteht eine durchgängige Datenbasis über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg. Das funktioniert auch mit zugekauften Teilen – vorausgesetzt, die Daten werden standardisiert erfasst und ausgetauscht.

Die drei wichtigsten Erkenntnisse:

  1. Nachhaltigkeit beginnt im Engineering – hier werden entscheidende Weichen gestellt.
  2. Standardisierte Datenformate ermöglichen es, umweltbezogene Daten in den Produktlebenszyklus zu integrieren.
  3. Mit IT-Tools wie CONTACT Elements Sustainability Cloud lässt sich nicht nur ein umweltfreundlicher Betrieb planen, sondern Nachhaltigkeit schon im frühen Entwicklungsprozess umsetzen.

Fazit:

Die Entwicklung nachhaltiger Produkte ist kein Zukunftsthema mehr – sie ist längst Realität. Wer frühzeitig die richtigen Tools nutzt und auf standardisierte Prozesse setzt, verschafft sich nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch wirtschaftliche.