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Digitale Einblicke für 2024 neu denken: Wie KI und der digitale Zwilling die Industrie 5.0 beschleunigen und für mehr Nachhaltigkeit und Innovation sorgen werden

Datenanalyse & KI

Online gestellt am 24/07/2024

Aktualisiert am 01/10/2024

Lesedauer 4 Minuten

In einem Jahr, das von Krieg und Realpolitik beherrscht wurde, war die COP28 ein Leuchtfeuer der Hoffnung auf Zusammenarbeit und sinnvolle Fortschritte für einen dauerhaften Wandel. Die breiteste Koalition von Stimmen - führende Vertreter aus Industrie und Technologie, Regierungen und Zivilgesellschaft - war sich einig, dass die Welt die Effizienz verdoppeln, die erneuerbaren Energien verdreifachen und zu einer regenerativen Entwicklung übergehen muss, um Umweltschäden zu mindern, soziale Ungleichheit zu bekämpfen und Widerstandsfähigkeit aufzubauen, damit wir harmonischer leben können. Eine positive Beziehung zwischen den Menschen und dem Planeten kann durch zirkuläre und ethische Praktiken erreicht werden, die durch die Digitalisierung gestützt werden. Insbesondere kann ein neuer, ökosystemorientierter Ansatz für Informationen und Erkenntnisse, der auf dem integrierten digitalen Zwilling basiert, der entscheidende Multiplikator für die Entwicklung der Industrie 5.0 sein - und damit für die nachhaltigen Verbesserungen, die wir brauchen.

Und Schnelligkeit ist entscheidend. Wie das Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen besagt, sind die nächsten zwei Jahre entscheidend. Um die Pariser Klimaverpflichtungen zu erfüllen, müssen die Emissionen ab dem nächsten Jahr sinken und bis 2030 um 43% gegenüber dem Stand von 2019 zurückgehen. Dieser Weg erfordert den raschen Einsatz heute verfügbarer Technologien und die Beschleunigung industrieller Innovationen, um Kohlenstoff zu reduzieren und zu binden, Sektoren wie grünen Wasserstoff auszubauen, vernetzte Infrastrukturen zu schaffen und globale Maßstäbe für Abfall und Effizienz neu zu definieren.

Drei Schlüsseltechnologien - digitale Zwillinge, industrielle künstliche Intelligenz (KI) und industrielle Intelligenz, die Ihr gesamtes Unternehmensökosystem umfasst - sollen diese Beschleunigung ab 2024 ermöglichen.

Gemeinsame Erkenntnisse als Multiplikator der Zentrifugalkraft

McKinsey nennt diesen Ansatz der gemeinsamen Einsicht eine "Zentrifugalkraft auf die Organisation". Demokratisierte Erkenntnisse aus dem Feld oder von der Peripherie werden in die Labore zurückgespielt und ermöglichen es Betreibern, Entwicklern und Experten vor Ort, gemeinsam zu innovieren und radikale neue Ansätze in Echtzeit zu entwickeln.

Es liegt auf der Hand, dass Teams, die auf die gleichen Informationen zugreifen können, gemeinsam Lösungen für komplexe Probleme finden können. Projekte lassen sich dann leichter fristgerecht und innerhalb des Budgets abwickeln, während sich betriebliche Innovationen schnell ausweiten lassen. Als das kanadische Ingenieurbüro Vista Projects eine integrierte Software-Suite bei einem groß angelegten Greenfield-Projekt im Energiesektor einsetzte, konnten die Kosten um 16% und die Arbeitszeit um 10-15% gesenkt werden.

Der öffentlich-private Impulsgeber

Nach dem, was man auf der Cop28 sehen konnte, ist die Partnerschaft zwischen dem öffentlichen und dem privaten Sektor die treibende Kraft, die globale nachhaltige Innovationen vorantreiben kann. Mit Initiativen wie "Digital India" und Saudi-Arabiens Vision eines vernetzten Landes mit intelligenten Städten wie Neom sind Regierungen dabei, ihre Herangehensweise an das Thema Nachhaltigkeit in so unterschiedlichen Bereichen wie Energieerzeugung, Infrastruktur und Fertigung radikal zu ändern.

Die Verknüpfung der Fähigkeiten industrieller KI mit dem Umfang und der Größe eines digitalen Zwillings kann die Zeit bis zur Einsicht beschleunigen und neue Werte schaffen. Industrielle KI kann bei der Auswahl von Optionen unterstützen, die Wartung vorhersagen und den Betrieb in Echtzeit optimieren. Digitale Zwillinge sind die Grundlage für vorausschauende Modellierung, Szenario-Simulation und effizientes Lebenszyklusmanagement.

Zusammen ermöglichen diese Technologien den Beteiligten datengestützte Einblicke, proaktive Entscheidungsfindung und eine verbesserte betriebliche Widerstandsfähigkeit. Im Bereich der kritischen Infrastrukturen kann ein Kraftwerk beispielsweise davon ausgehen, dass die Brennstoffkosten um 28%, die Kosten für die Wartung um 20% und die Betriebskosten um 19,5% gesenkt werden können, indem einfach eine neue integrierte digitale Denkweise eingeführt wird.

Autonome Innovation in großem Maßstab

Wie lassen sich durch demokratisierte Erkenntnisse und Fähigkeiten neue Werte und Nachhaltigkeitsergebnisse erzielen? Ein digitaler Zwilling kann die gesamte Wertschöpfungskette vom Entwurf bis zur Optimierung unterstützen. Er zeigt Schwachstellen und Möglichkeiten zur Ressourceneinsparung auf und geht gleichzeitig auf den Arbeits- und Fachkräftemangel ein. Ein solcher integrierter, ökosystemweiter Ansatz steigert nicht nur die betriebliche Effizienz, sondern steht auch im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen. KI und maschinelles Lernen verstärken diese Fähigkeiten, indem sie einen ständigen Zustand der Selbstoptimierung durch autonome Prozesse ermöglichen.

Ein großartiges Beispiel ist die Stadt Salem in Oregon, wo integrierte Daten und KI dabei helfen, Wetterbedingungen zu erkennen, die zum Aufblühen giftiger Algen führen würden, um durch die Vorhersage und Verhinderung künftiger Algenblüten die Widerstandsfähigkeit sicherzustellen.

Diese Denkweise wird auch auf die Energieerzeugung und sogar auf intelligente Fertigungskonzepte angewandt.

GenAI + digitaler Zwilling eröffnet den Weg zur Industrie 5.0

Mit Blick auf das Jahr 2024 prognostiziert IDC, dass die Ausgaben für generative KI-Lösungen (GenAI) im Jahr 2027 143 Milliarden US-Dollar erreichen werden, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 73% entspricht. Wir glauben, dass dies mehr Unternehmen dazu veranlassen wird, Industrie 5.0-Ansätze zu erforschen, bei denen intelligente Maschinen an der Seite von Menschen arbeiten.

Es ist zu erwarten, dass Branchen, die bei der Einführung des digitalen Zwillings und der KI bereits weit fortgeschritten sind, damit beginnen werden, digitale Erkenntnisse aktiv mit Wissen und Erfahrungen aus menschlichen, ökologischen und sozialen Quellen zu verbinden. Die Zusammenführung von Datenanalyse, KI und menschlichen Erkenntnissen fördert die industrielle Intelligenz, um intuitiv Chancen und Ineffizienzen vorherzusagen.

Einige Unternehmen sind bereits so weit. Das führende deutsche Chemieunternehmen Covestro hat mit der innovativen Entwicklung von Biokunststoffpolymeren begonnen, um sein Ziel der Kohlenstoffneutralität für 2035 und seine längerfristigen Net-Zero-Verpflichtungen zu erreichen. Durch den Einsatz von KI-gestützter Prozessmodellierung auf der Grundlage des digitalen Zwillings können die Ingenieure von Covestro verschiedene neue Polymere schnell simulieren und testen, so dass nicht praktikable Optionen frühzeitig ausgeschlossen und praktikable Ideen schneller umgesetzt werden können.

Diese Art von Test- und Lernansatz, bei dem KI und der Umfang und die Geschwindigkeit der Digitalisierung mit menschlichem Fachwissen und Urteilsvermögen kombiniert werden, ist ein gutes Beispiel für den Innovationsansatz an der Spitze, der sich unserer Einschätzung nach im Jahr 2024 und darüber hinaus weiter durchsetzen wird.

Unternehmen müssen sich mit den Anforderungen des dreifachen Ziels von Planeten, Mensch und Gewinn auseinandersetzen. Industrie 5.0-Ansätze, die durch erweiterte Intelligenz ergänzt und durch den digitalen Zwilling untermauert werden, ermöglichen bereits eine neue, effizientere, abfallärmere und gerechtere Zukunft.

Um zu erfahren, wie der Aufbau eines vernetzten Datenökosystems Ihr Unternehmen verändern kann, schauen Sie sich das Webinar an.

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