Digitale Zwillinge ermöglichen Analysen und Simulationen, noch bevor ein Produkt hergestellt oder ein Prozess umgesetzt wird. In Kombination mit der Cloud und Künstlicher Intelligenz (KI) eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten. Der E-Motorsport macht diese Synergie greifbar.
Digitale Zwillinge als virtuelles Abbild der Realität gestalten Design, Entwicklung, Produktion und Betrieb von Fahrzeugen deutlich effizienter. Die Vorteile sind vielfältig: Rapid Prototyping und Simulationen verkürzen die Time-to-Market von Innovationen. Engpässe lassen sich leichter erkennen und beheben. Digitale Zwillinge überwachen die Leistung von Anlagen und Fahrzeugen auch im laufenden Betrieb, prognostizieren Ausfälle und reduzieren Stillstandzeiten. Gleichzeitig helfen sie, Prozesse zu flexibilisieren und Materialien und Energie optimal einzusetzen. Für Endkunden bedeutet das: Sie erhalten nachhaltigere Fahrzeuge und ihre Wünsche werden schneller umgesetzt – auch nach dem Kauf.
Formel E als Testumfeld für Zukunftstechnologien
Ihr volles Potenzial entfalten digitale Zwillinge in Kombination mit der Cloud. Sie bietet die Infrastruktur dafür, um Daten in Echtzeit zu speichern, zu verarbeiten und zu analysieren. Teams können global und mobil zusammenarbeiten, was die Produktentwicklung und die Entscheidungsfindung beschleunigt. Cloud-Plattformen bieten zudem starke KI-basierte Analysewerkzeuge zur Auswertung großer Datenbestände (Big Data) und umfangreiche Funktionen für maschinelles Lernen, die erst durch die skalierbare Rechenleistung einer Cloud sinnvoll genutzt werden können. Schnellere Datenverbindungen ermöglichen komplexe Analysen von jedem Ort aus. Die Cloud erlaubt auch die Integration von IoT-Geräten und wird so im Zusammenspiel mit einem digitalen Zwilling zum Innovationstreiber.
Ein eindrucksvolles Beispiel für diese Synergie ist die Formel E Rennserie, die ausschließlich mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ausgetragen wird. Das Team von Jaguar TCS Racing bereitet sich mit digitalen Zwillingen auf Rennen vor. Mit Tests, Analysen und Validierungen durch Simulationen optimiert das Team seine Rennwagen. Die Ergebnisse werden von der virtuellen in die reale Welt übertragen und dort unmittelbar umgesetzt.
Während eines Rennwochenendes sammelt und analysiert das Jaguar-TCS-Racing-Team rund drei Terabyte Daten. Dank einer Cloud-Umgebung sparen die Ingenieure vor Ort und in der britischen Zentrale wertvolle Zeit: Sie testen verschiedene Fahrzeugeinstellungen und spielen zeitkritische Szenarien durch. Unterstützt durch eine KI analysiert das Team die Daten, die für die Entscheidungsfindung ausschlaggebend sind. Die Ergebnisse sind in wenigen Minuten an der Rennstrecke.
Software und Daten sichern Vorsprung
Anschließend werden die Daten aus dem Rennbetrieb detailliert ausgewertet und fließen in die Entwicklung von Straßenfahrzeugen ein. Auf dieser Grundlage entstand etwa eine Software für dynamische Routenplanung, die live auf Veränderungen reagiert. Außerdem werden Entladezyklen unter Extrembedingungen berechnet, um das Batteriemanagement weiter zu verbessern. Die Erkenntnisse auf der Rennstrecke haben Jaguar geholfen, die Reichweite des Jaguar I-Pace um 20 Kilometer zu erhöhen. Tata Consultancy Services (TCS) als Technologie- und Titelsponsor des Teams entwickelte die Software für das Over-the-Air (OTA) Update der Fahrzeuge.
Die Zukunft gehört solchen „Software-defined Cars“, die über eine erweiterbare Betriebssystemplattform während des gesamten Produktlebenszyklus vernetzt sind. So können die Fahrzeuge ständig aktualisiert und nachhaltiger gestaltet werden. Die KI-Analyse großer Datenmengen hilft dabei, Ressourcen effizienter zu nutzen. Auch Zusatzdienste für mehr Komfort und Sicherheit lassen sich schnell einführen. Eine wichtige Rolle wird „AI as a Service“ spielen: Unternehmen werden KI für erweiterte Funktionen und personalisierte Dienste im Fahrzeug einsetzen, um das Kundenerlebnis weiter zu verbessern und sich vom Wettbewerb zu differenzieren.
Die Kombination von digitalen Zwillingen, Cloud, KI und schneller Datenkommunikation ist ein Meilenstein für die Automobilindustrie. Ihre Synergie ermöglicht effizientere und flexiblere Prozesse und bahnbrechende Innovationen für Kunden und Umwelt.
Der Autor
Dr. Kay Müller-Jones ist Managing Partner und Leiter des Bereichs Consulting and Services Integration bei der Tata Consultancy Services (TCS) Deutschland GmbH.
Wir freuen uns auf Ihre Anfrage: natascha.divac@tcs.com.