Digital Twins in der Manufacturing Industry. Systematische Entwicklung eines Digital Twin Demonstrators

Masterarbeit aus dem Jahr 2020 im Fachbereich Informatik - Wirtschaftsinformatik, Note: 1,7, Technische Universität Chemnitz (Wirtschaftswissenschaften), Sprache: Deutsch, Abstract: 1EINLEITUNG 1.1MOTIVATION 1.2ZIELSTELLUNG UND FORSCHUNGSFRAGE 1.3METHODIK UND VORGEHEN 2GRUNDLAGEN 2.1DIGITAL TWINS 2.1.1Evolution und Konzept von Digital Twins 2.1.2Architektur von Digital Twins 2.1.3Kommunikation von Digital Twins 2.1.4Sensoren und Aktuatoren 2.2DEMONSTRATOR 2.2.1Modell 2.2.2Simulation 2.2.3Prototyping 2.2.4Zusammenfassung der Erkenntnisse 2.3VORGEHENSMODELL 2.3.1Allgemeine Einordnung und Abgrenzung 2.3.2Relevante Arten von Vorgehensmodellen 3ENTWICKLUNG DES ARTEFAKTS 3.1ANALYSE EXISTIERENDER ANSÄTZE 3.2ABLEITUNG VON ANFORDERUNGEN AN DAS VORGEHENSMODELL 3.3SYSTEMATISCHE ENTWICKLUNG EINES EINHEITLICHEN VORGEHENSMODELLS 4EVALUATION 4.1DEMONSTRATION DES ARTEFAKTS 4.2EVALUATION DES ARTEFAKTS 5SCHLUSSBETRACHTUNG 5.1ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE 5.2KRITISCHE WÜRDIGUNG 5.3AUSBLICK Diese Arbeit konzentriert sich auf die Funktionalität des digitalen Zwillings, den aktuellen Status des physischen Zwillings darzustellen, was durch dessen Datenerfassung ermöglicht wird. Dazu soll im Kern der Arbeit ein Demonstrator entwickelt werden, der die Wirkungsweise und Funktionsweise von Digital Twins demonstriert und veranschaulicht. Es ist eine Methode für die Entwicklung von Digital Twins als Demonstratoren zu entwickeln, in deren Rahmen ein konkreter Digital Twin implementiert wird. Daraus ergibt sich folgende Forschungsfrage, die im Rahmen dieser Masterarbeit untersucht werden soll: Wie kann ein Vorgehensmodell gestaltet sein, das die Entwicklung eines Digital-Twin-Demonstrators beschreibt? Als Methode zur Beantwortung der Forschungsfrage wird der wissenschaftliche Ansatz der 'Design-Science-Research' verwendet, der unter anderem von March und Smith (1995) sowie Hevner et al. (2004) beschrieben wird. Nach Hevner et al. (2004) befasst sich die Design Science mit der Forschung durch die Entwicklung und Bewertung von Artefakten, die den identifizierten Unternehmensbedarf decken sollen. Braun et al. sind der Auffassung, dass nach dem Ansatz der Grundlagenforschung die Methodenkonstruktion eindeutig Teil der Design Science ist. Damit belegen sie, dass die Konzeption eines Vorgehensmodells, so wie es im Rahmen dieser Arbeit entwickelt werden soll, als denkbares Artefakt dieser Herangehensweise wahrzunehmen ist. Neben den von Hevner et al. (2004) veröffentlichen Richtlinien zur Design-Science-Research orientiert sich diese Masterarbeit an dem Vorgehensmodell von Peffers et al. (2006).