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2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. Digital Twin: A Conceptual View

verfasst von : Josip Stjepandić, Markus Sommer, Sebastian Stobrawa

Erschienen in: DigiTwin: An Approach for Production Process Optimization in a Built Environment

Verlag: Springer International Publishing

Abstract

Over the last few years, a concept called Digital Twin has evolved rapidly as a new key approach in the field of Product Lifecycle Management (PLM). Briefly, a Digital Twin is a digital representation of an active unique product or unique product-service-system with its selected characteristics within dedicated lifecycle phases. This concept has experienced a tremendous impact by IoT technology, which has drastically reduced the costs. It builds the foundation not only for connected products and services but also for entirely new offerings and business models. Three main characteristics of Digital Twin were identified: representation of a physical system, bidirectional data exchange, and the connection along the entire lifecycle. For a better understanding, three subtypes of Digital Twin are presented, namely: The Digital Master, the Digital Manufacturing Twin, and the Digital Instance Twin which refer to the different phases of the product lifecycle: design, production and operation. Therefore, this chapter formulates a consistent and detailed definition of Digital Twins and gives insight in dedicated research direction. Finally, based on the Digital Twin characteristics, an approach for generation of Digital Twin in manufacturing is shown.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Sieg O, Völl, C (2020) Digital twin and Product Lifecycle Management (PLM) as part of the corporate strategy [Digital Twin und PLM als Teil der Unternehmensstrategie]. ZWF Zeitschrift fuer Wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 115:38 Sieg O, Völl, C (2020) Digital twin and Product Lifecycle Management (PLM) as part of the corporate strategy [Digital Twin und PLM als Teil der Unternehmensstrategie]. ZWF Zeitschrift fuer Wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 115:38
4.
Zurück zum Zitat Lo CK, Chen CH, Zhong RY (2021) A review of Digital Twin in product design and development. Adv Eng Inform Lo CK, Chen CH, Zhong RY (2021) A review of Digital Twin in product design and development. Adv Eng Inform
7.
Zurück zum Zitat Weber U, Hong NA, Schäfer V, Peters P, Vettermann S (2015) Synced factory Twins: next lever digital manufacturing. ProduktDataJournal 2(2015):8–13 Weber U, Hong NA, Schäfer V, Peters P, Vettermann S (2015) Synced factory Twins: next lever digital manufacturing. ProduktDataJournal 2(2015):8–13
8.
Zurück zum Zitat Biesinger F, Meike D, Kraß B, Weyrich M (2018) A case study for a digital twin of body-in-white production systems—general concept for automated updating of planning projects in the digital factory. In: 23rd international conference on emerging technologies and factory automation (ETFA). IEEE, pp 19–26. https://​doi.​org/​10.​1109/​ETFA.​2018.​8502467 Biesinger F, Meike D, Kraß B, Weyrich M (2018) A case study for a digital twin of body-in-white production systems—general concept for automated updating of planning projects in the digital factory. In: 23rd international conference on emerging technologies and factory automation (ETFA). IEEE, pp 19–26. https://​doi.​org/​10.​1109/​ETFA.​2018.​8502467
9.
Zurück zum Zitat Donoghue I, Hannola L, Papinniemi J, Mikkola A (2018) The benefits and impact of digital twins in product development phase of PLM. In: Chiabert P, Bouras A, Noël F, Ríos J (eds) PLM 2018: product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International Switzerland, pp 432–441. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-01614-2_​40. Donoghue I, Hannola L, Papinniemi J, Mikkola A (2018) The benefits and impact of digital twins in product development phase of PLM. In: Chiabert P, Bouras A, Noël F, Ríos J (eds) PLM 2018: product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International Switzerland, pp 432–441. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-01614-2_​40.
18.
Zurück zum Zitat Voell C, Chatterjee P, Rauch A, Golovatchev J (2018) How Digital Twins enable the next level of PLM: a guide for the concept and the implementation in the internet of everything era. In: Chiabert P et al. (eds) Product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International, Cham, pp 238–249. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-01614-2_​22. Voell C, Chatterjee P, Rauch A, Golovatchev J (2018) How Digital Twins enable the next level of PLM: a guide for the concept and the implementation in the internet of everything era. In: Chiabert P et al. (eds) Product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International, Cham, pp 238–249. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-01614-2_​22.
30.
Zurück zum Zitat Donhauser T, Endter U, Schmidt T, Baier L, Schuderer P, Franke J (2020) Real-time image of production. Material flow simulation during operation | [Betriebsbegleitende materialflusssimulationechtzeitabbild der produktion]. WT Werkstattstechnik 110(4):214–219 Donhauser T, Endter U, Schmidt T, Baier L, Schuderer P, Franke J (2020) Real-time image of production. Material flow simulation during operation | [Betriebsbegleitende materialflusssimulationechtzeitabbild der produktion]. WT Werkstattstechnik 110(4):214–219
36.
Zurück zum Zitat Barrios P, Eynard B, Danjou C (2018) Towards a digital thread between industrial internet of things and product lifecycle management: experimental work for prototype implementation. In: Chiabert P et al. (eds) Product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International, Cham, pp 273–282. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-42250-9_​26 Barrios P, Eynard B, Danjou C (2018) Towards a digital thread between industrial internet of things and product lifecycle management: experimental work for prototype implementation. In: Chiabert P et al. (eds) Product lifecycle management to support industry 4.0. Springer International, Cham, pp 273–282. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-42250-9_​26
38.
Zurück zum Zitat van der Valk H, Haße H, Möller F, Arbter M, Henning JL, Otto B (2020) A taxonomy of Digital Twins. In: Anderson B, Thatcher J, Meservy R (eds) Proceedings of the 26th Americas conference on information systems, pp 1–10 van der Valk H, Haße H, Möller F, Arbter M, Henning JL, Otto B (2020) A taxonomy of Digital Twins. In: Anderson B, Thatcher J, Meservy R (eds) Proceedings of the 26th Americas conference on information systems, pp 1–10
46.
Zurück zum Zitat Denkena B, Dittrich M-A, Stobrawa S, Stjepandic J (2019) Automated generation of a digital twin using scan and object detection for data acquisition, 18. ASIM Fachtagung: Simulation in Produktion Und Logistik, Wissenschaftliche Scripten, Auerbach, pp 49–58 Denkena B, Dittrich M-A, Stobrawa S, Stjepandic J (2019) Automated generation of a digital twin using scan and object detection for data acquisition, 18. ASIM Fachtagung: Simulation in Produktion Und Logistik, Wissenschaftliche Scripten, Auerbach, pp 49–58
47.
Zurück zum Zitat VDI-Richtline 3633, Blatt 1 (2014) Simulation von Logistik-, Materialfluss- und Produktionssystemen - Grundlagen. Beuth, Berlin VDI-Richtline 3633, Blatt 1 (2014) Simulation von Logistik-, Materialfluss- und Produktionssystemen - Grundlagen. Beuth, Berlin
52.
Zurück zum Zitat Wenzel S, Peter T (2017) Prozess-Simulation in kleinen und mittleren Unternehmen mittels des Bausteinkastensystems KMUSimMetall. Simul Produktion und Logistik 2017:433–442 Wenzel S, Peter T (2017) Prozess-Simulation in kleinen und mittleren Unternehmen mittels des Bausteinkastensystems KMUSimMetall. Simul Produktion und Logistik 2017:433–442
53.
Zurück zum Zitat Spieckermann S (2005) Diskrete, ereignisorientierte Simulation in Produktion und Logistik - Herausforderungen und Trends. Simulation und Visualisierung 2005 - SimVis. SCS Publishing House, Erlangen, pp 3–14 Spieckermann S (2005) Diskrete, ereignisorientierte Simulation in Produktion und Logistik - Herausforderungen und Trends. Simulation und Visualisierung 2005 - SimVis. SCS Publishing House, Erlangen, pp 3–14
57.
Zurück zum Zitat Bierschenk S, Ritter A, Kuhlmann T (2005) Stand der Digitalen Fabrik bei kleinen und mittelständischen Unternehmen. Fraunhofer-IRB-Verlag Bierschenk S, Ritter A, Kuhlmann T (2005) Stand der Digitalen Fabrik bei kleinen und mittelständischen Unternehmen. Fraunhofer-IRB-Verlag
58.
Zurück zum Zitat Bischoff J et al. (2015) Erschließung der Potenziale der Anwendungen von, „Industrie 4.0“ im Mittelstand. Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Mülheim an der Ruhr Bischoff J et al. (2015) Erschließung der Potenziale der Anwendungen von, „Industrie 4.0“ im Mittelstand. Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Mülheim an der Ruhr
59.
Zurück zum Zitat Denkena B, Winter F, Hauck S (2016) Anlernen von ablauforientierten simulationsmodellen. Productivity 21(3):52–54 Denkena B, Winter F, Hauck S (2016) Anlernen von ablauforientierten simulationsmodellen. Productivity 21(3):52–54
61.
Zurück zum Zitat Sommer M, Stjepandić J, Stobrawa S, von Soden M (2021) Automated generation of a Digital Twin in manufacturing for a built environment using scan and object detection. J Indus Inform Integr (in press) Sommer M, Stjepandić J, Stobrawa S, von Soden M (2021) Automated generation of a Digital Twin in manufacturing for a built environment using scan and object detection. J Indus Inform Integr (in press)
68.
Zurück zum Zitat Denkena B, Stobrawa S, Sommer M, Stjepandic J, Von Soden M (2020) Production planning using the digital twin | [Effiziente Erstellung eines digitalen Zwillings zur Verwendung im Produktionsmanagement; Produktionsplanung mit dem digitalen Zwilling]. WT Werkstattstechnik 110(10):661–665 CrossRef Denkena B, Stobrawa S, Sommer M, Stjepandic J, Von Soden M (2020) Production planning using the digital twin | [Effiziente Erstellung eines digitalen Zwillings zur Verwendung im Produktionsmanagement; Produktionsplanung mit dem digitalen Zwilling]. WT Werkstattstechnik 110(10):661–665 CrossRef
70.
Zurück zum Zitat Riascos R, Levy L, Stjepandić J, Fröhlich A (2015) Digital mock-up. In: Stjepandic J et al. (eds) Concurrent engineering in the 21st century: foundations, developments and challenges, Springer International Switzerland, pp 355–388 Riascos R, Levy L, Stjepandić J, Fröhlich A (2015) Digital mock-up. In: Stjepandic J et al. (eds) Concurrent engineering in the 21st century: foundations, developments and challenges, Springer International Switzerland, pp 355–388
Metadaten
Titel
Digital Twin: A Conceptual View
verfasst von
Josip Stjepandić
Markus Sommer
Sebastian Stobrawa
Copyright-Jahr
2022
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-77539-1_3

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