Aufbau des Digitalen Fabrikzwillings
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Simon F. Schäfer
Dr.-Ing. Simon F. Schäfer, geb. 1987, studierte Wirtschaftsingenieurwesen. Nach Anstellung bei einem OEM der Automobilbranche (Fabrikplanung) arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMAB der TU Clausthal (zuletzt Vertretung der Professur). Derzeit führt er als Director Division den Bereich Factory Design & Simulation bei Ingenics Consulting und verantwortet neben der Leitung von Kundenprojekten auch die Weiterentwicklung der Fabrikplanung an der Schnittstelle zu Digitalen Fabrikmodellen und Green Factory. Er ist zudem berufen in mehrere VDI-Richtlinienausschüsse, leitet die Expertenempfehlung VDI 5200-5 „Machbarkeitsstudien“ und ist Dozent für Fabrikplanung an der TU Braunschweig.
Marc Münnich, M. Sc., geb. 1990, studierte Wirtschaftsingenieurwesen in Zwickau und Chemnitz. Anschließend arbeitete er für das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU zunächst im Themenbereich Digitalisierung in der Produktion, anschließend an Fragestellungen der Fabrikplanung und Fabriksimulation. Er verantwortet eine Gruppe mit Schwerpunkt auf die Fabriksimulation und forscht an der Schnittstelle Energieeffizienz und -flexibilität in flexiblen Produktionssystemen. Er ist an verschiedenen VDI- und ASIM-Arbeitsgruppen für die Erarbeitung von Richtlinien und Fachexpertisen beteiligt.
Fabian Bermpohl, M. Sc., geb. 1998, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Bielefeld und Wirtschaftsinformatik an der Steinbeis School of Management and Technology in Berlin. Nach Anstellung bei einem Hersteller von Funktionstüren und -toren für den Industriebau arbeitete er als Consultant für Fabrikplanung in Hamburg. Seit 2022 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für nachhaltige Fabrikplanung und -betrieb am Fraunhofer IGCV. Er promoviert an der Technischen Universität München zum Thema „Implementierung einer kontinuierlich aktuellen Fabrikplanungsgrundlage“ und leitet eine buildingSMART Unterarbeitsgruppe zur „Erweiterung des IFC-Standards für Fabrikobjekte“. Er ist darüber hinaus berufen in den VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“.
Mario Luber, M. Sc., geb. 1989, studierte Maschinenbau und Management an der Technischen Universität München. Anschließend war er als Berater für die Einführung und Weiterentwicklung von ERP-Lösungen für die Produktionsplanung und -steuerung tätig. Seit 2021 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IGCV in der Abteilung Digitalisierung und KI in der Produktion beschäftigt. Zudem promoviert er an der Universität Augsburg mit dem Forschungsschwerpunkt „Digitaler Zwilling für die Produktionsplanung und -steuerung“. Er ist am VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“ beteiligt.
Lennart Raap, M. Sc., geb. 1993, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Hannover und anschließend an der Otto-von-Guericke Universität in Magdeburg. Seit 2022 arbeitet er bei der Ingenics Consulting in Hamburg im Bereich Fabrikgestaltung. Dort ist er Themenpate für das Industrial Metaverse und den Digitalen Zwilling. Seit Ende 2024 promoviert er berufsbegleitend an der Otto-von-Guericke-Universität zum Themenkomplex neuer Technologien und deren Einfluss auf die Fabrikplanung.
Abstract
Im Zuge wachsender Digitalisierung von Produktion und Gebäuden erhält das Konzept eines übergreifenden Digitalen Zwillings der Fabrik erhöhte Relevanz. Der Weg zu einem Digitalen Fabrikzwilling, also einer digitalen Repräsentation eines Fabrikgesamtsystems, stellt eine komplexe Herausforderung dar, welche eine strukturierte Herangehensweise erfordert. Dieser Beitrag bietet eine Strukturierungshilfe für die Konzeptionierung, indem er die wesentlichen, aufeinander aufbauenden Elemente detailliert beschreibt. Anschließend werden Anwendungen erläutert und Anhaltspunkte zur Strukturierung gegeben. Dieser Beitrag soll Unternehmen dabei unterstützen, die Potentiale des Digitalen Fabrikzwillings einzuordnen und dazugehörige Fabrikmodelle frühzeitig zielgerichtet zu modellieren.
Abstract
In the context of increasing digitalization of production and buildings, the concept of a comprehensive Digital Factory Twin is gaining heightened relevance. The path to a Digital Factory Twin, which is a digital representation of an entire factory system, presents a complex challenge that necessitates a structured approach. This contribution provides a structuring aid for conceptualization by detailing the essential, interdependent elements. Subsequently, applications are elucidated and guidelines for structuring are provided. This paper aims to assist companies in assessing the potential of the Digital Factory Twin and in purposefully modeling associated factory models at an early stage.
Hinweis
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory-Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).
About the authors
Dr.-Ing. Simon F. Schäfer, geb. 1987, studierte Wirtschaftsingenieurwesen. Nach Anstellung bei einem OEM der Automobilbranche (Fabrikplanung) arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMAB der TU Clausthal (zuletzt Vertretung der Professur). Derzeit führt er als Director Division den Bereich Factory Design & Simulation bei Ingenics Consulting und verantwortet neben der Leitung von Kundenprojekten auch die Weiterentwicklung der Fabrikplanung an der Schnittstelle zu Digitalen Fabrikmodellen und Green Factory. Er ist zudem berufen in mehrere VDI-Richtlinienausschüsse, leitet die Expertenempfehlung VDI 5200-5 „Machbarkeitsstudien“ und ist Dozent für Fabrikplanung an der TU Braunschweig.
Marc Münnich, M. Sc., geb. 1990, studierte Wirtschaftsingenieurwesen in Zwickau und Chemnitz. Anschließend arbeitete er für das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU zunächst im Themenbereich Digitalisierung in der Produktion, anschließend an Fragestellungen der Fabrikplanung und Fabriksimulation. Er verantwortet eine Gruppe mit Schwerpunkt auf die Fabriksimulation und forscht an der Schnittstelle Energieeffizienz und -flexibilität in flexiblen Produktionssystemen. Er ist an verschiedenen VDI- und ASIM-Arbeitsgruppen für die Erarbeitung von Richtlinien und Fachexpertisen beteiligt.
Fabian Bermpohl, M. Sc., geb. 1998, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Bielefeld und Wirtschaftsinformatik an der Steinbeis School of Management and Technology in Berlin. Nach Anstellung bei einem Hersteller von Funktionstüren und -toren für den Industriebau arbeitete er als Consultant für Fabrikplanung in Hamburg. Seit 2022 arbeitet er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für nachhaltige Fabrikplanung und -betrieb am Fraunhofer IGCV. Er promoviert an der Technischen Universität München zum Thema „Implementierung einer kontinuierlich aktuellen Fabrikplanungsgrundlage“ und leitet eine buildingSMART Unterarbeitsgruppe zur „Erweiterung des IFC-Standards für Fabrikobjekte“. Er ist darüber hinaus berufen in den VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“.
Mario Luber, M. Sc., geb. 1989, studierte Maschinenbau und Management an der Technischen Universität München. Anschließend war er als Berater für die Einführung und Weiterentwicklung von ERP-Lösungen für die Produktionsplanung und -steuerung tätig. Seit 2021 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IGCV in der Abteilung Digitalisierung und KI in der Produktion beschäftigt. Zudem promoviert er an der Universität Augsburg mit dem Forschungsschwerpunkt „Digitaler Zwilling für die Produktionsplanung und -steuerung“. Er ist am VDI-Richtlinienausschuss 5000 „Digitaler Fabrikzwilling“ beteiligt.
Lennart Raap, M. Sc., geb. 1993, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Hannover und anschließend an der Otto-von-Guericke Universität in Magdeburg. Seit 2022 arbeitet er bei der Ingenics Consulting in Hamburg im Bereich Fabrikgestaltung. Dort ist er Themenpate für das Industrial Metaverse und den Digitalen Zwilling. Seit Ende 2024 promoviert er berufsbegleitend an der Otto-von-Guericke-Universität zum Themenkomplex neuer Technologien und deren Einfluss auf die Fabrikplanung.
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© 2025 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany
Artikel in diesem Heft
- Inhalt
- Editorial
- Die Zukunft der Produktion – Intelligente Fabriken im Wandel
- Mensch und Roboter
- Mensch-Roboter-Kollaboration in der Intralogistik: Ergonomisch und effizient?
- Industrieroboter
- Fähigkeitsbasierte Programmierung von Industrierobotern
- Laserentschichtung
- Revolution im Recycling
- Agile Produktion
- Informationsmodelle und Integrationskonzepte für die Produktion elektrischer Traktionsmotoren
- Unternehmensexzellenz
- Wie entsteht „Flow“ in einem Unternehmen?
- It-Systeme
- Was zwingt produzierende Unternehmen zu Veränderungen ihrer IT-Systeme?
- Softwarelösungen
- Präzision auf höchstem Niveau
- Predictive Maintenance
- Durch fortgeschrittene Analytik zur vorausschauenden Wartung
- Zustandsüberwachung
- Laserbasierte Detektion von Lockerungen im Straßenbahngleis
- Cybersicherheit
- Cyber Resilience Act und IEC 62443
- Künstliche Intelligenz
- Einsatzmöglichkeiten generativer KI im Produktentstehungsprozess
- Maschinelles Lernen
- Quanten-maschinelle Lernmethoden in der Preisprognose von gebrauchten Baumaschinen
- Datengetriebene Anpassung des Fixierungshorizonts
- Digitaler Zwilling
- Aufbau des Digitalen Fabrikzwillings
- Digitale Prozesskette
- Entwicklung einer Referenzarchitektur für eine durchgängige Digitale Prozesskette
- Vorschau
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- Editorial
- Die Zukunft der Produktion – Intelligente Fabriken im Wandel
- Mensch und Roboter
- Mensch-Roboter-Kollaboration in der Intralogistik: Ergonomisch und effizient?
- Industrieroboter
- Fähigkeitsbasierte Programmierung von Industrierobotern
- Laserentschichtung
- Revolution im Recycling
- Agile Produktion
- Informationsmodelle und Integrationskonzepte für die Produktion elektrischer Traktionsmotoren
- Unternehmensexzellenz
- Wie entsteht „Flow“ in einem Unternehmen?
- It-Systeme
- Was zwingt produzierende Unternehmen zu Veränderungen ihrer IT-Systeme?
- Softwarelösungen
- Präzision auf höchstem Niveau
- Predictive Maintenance
- Durch fortgeschrittene Analytik zur vorausschauenden Wartung
- Zustandsüberwachung
- Laserbasierte Detektion von Lockerungen im Straßenbahngleis
- Cybersicherheit
- Cyber Resilience Act und IEC 62443
- Künstliche Intelligenz
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- Maschinelles Lernen
- Quanten-maschinelle Lernmethoden in der Preisprognose von gebrauchten Baumaschinen
- Datengetriebene Anpassung des Fixierungshorizonts
- Digitaler Zwilling
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