Die Zukunft der Digitalisierung: Wie VDI und DXE die Industrie revolutionieren

Die Digitalisierung hat längst nicht mehr nur IT-Abteilungen oder kleine Start-ups beschäftigt. Immer mehr Unternehmen – besonders aus der Maschinenbau-, Automobil- und Prozessindustrie – setzen auf innovative Ansätze, um Effizienz zu steigern, Kosten zu senken und gleichzeitig die Produktqualität zu sichern. Ein zentraler Baustein dafür sind digitale Zwillinge (DXE) und virtuelle Produktentwicklung (VDI). Doch was genau steckt hinter diesen Begriffen, und warum sind sie für Österreichs Industrie so entscheidend? Eine detaillierte Betrachtung zeigt, wie diese Technologien bereits heute funktionieren und welche Chancen sie für die Zukunft bieten.

Digitaler Zwilling (DXE) und virtuelle Produktentwicklung (VDI) sind eng miteinander verwoben, doch sie erfüllen unterschiedliche, aber komplementäre Aufgaben. Während VDI vor allem in der Konzeptionsphase und im Designprozess eingesetzt wird, um komplexe Systeme virtuell zu testen und zu optimieren, ermöglicht der digitale Zwilling eine Echtzeit-Simulation der physischen Prozesse. Beide Methoden reduzieren Risiken, sparen Ressourcen und beschleunigen den Entwicklungsprozess – ein Trend, der besonders in der Automobilbranche und bei der Maschinenbauindustrie bereits spürbar ist. Laut einer Studie des ÖKO-INSTITUTs aus dem Jahr 2023 könnten Unternehmen durch den Einsatz dieser Technologien bis zu 15 Prozent ihrer Entwicklungszeit einsparen, ohne dabei die Qualität zu vernachlässigen.

VDI: Vom Design zur Serienreife – wie virtuelle Tests die Industrie vorantreiben

Die virtuelle Produktentwicklung (VDI) nutzt Simulationen und digitale Modelle, um reale Produkte bereits in der Planungsphase zu analysieren. Ein klassisches Beispiel ist die Entwicklung von Fahrzeugen: Statt teure Prototypen herzustellen, werden diese in virtuellen Umgebungen getestet. So können Schwachstellen frühzeitig erkannt und behoben werden – etwa bei der Aerodynamik eines Autos oder der Belastbarkeit eines Fahrzeugrahmens. Ein herausragendes Beispiel ist die Zusammenarbeit zwischen BMW und Siemens Digital Industries Software. Durch die Integration von VDI in die Entwicklungsprozesse konnten sie die Zeit für die Entwicklung eines neuen Elektroautos um bis zu 20 Prozent verkürzen, ohne dabei die Sicherheit oder die Leistung zu beeinträchtigen.

Auch in der Medizintechnik und bei industriellen Anlagen wird VDI zunehmend eingesetzt. Eine der führenden Anwendungen ist die Simulation von chirurgischen Eingriffen oder die Optimierung von Produktionslinien. Besonders in der Lebensmittelindustrie hilft VDI, kritische Parameter wie Temperatur oder Hygiene in Echtzeit zu überwachen und zu steigen zu lassen. Ein konkretes Projekt des Instituts für Produktentwicklung der TU Wien zeigt, wie virtuelle Modelle bereits bei der Entwicklung von Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden, um die Haltbarkeit und die Verbraucherakzeptanz zu maximieren. Der Vorteil: Fehlentwicklungen werden nicht erst im Labor oder in der Produktion entdeckt, sondern bereits in der Konzeptionsphase.

DXE: Die Brücke zwischen physischer und digitaler Welt

Während VDI vor allem im Entwicklungsprozess agiert, ist der digitale Zwilling (DXE) ein lebendiges Abbild eines realen Objekts oder Prozesses. Er ermöglicht es, Daten in Echtzeit aus der Produktion zu sammeln und diese mit dem digitalen Modell zu vergleichen. Ein besonders spannendes Anwendungsfeld ist die Industrie 4.0: Hier werden DXE genutzt, um Maschinen in Echtzeit zu überwachen, Wartungsintervalle zu optimieren und so Ausfallzeiten zu minimieren. Ein Beispiel ist die Firma KUKA, die bereits seit Jahren digitale Zwillinge für ihre Roboter eingesetzt hat. Laut Unternehmensangaben konnten sie durch diese Technologie die Ausfallrate ihrer Maschinen um über 30 Prozent senken und die Wartungskosten um bis zu 25 Prozent reduzieren.

Auch in der Automobilbranche wird DXE zunehmend genutzt, um Fahrzeuge und Produktionsanlagen zu vernetzen. Ein aktuelles Projekt des Wiener Unternehmens AVEVA zeigt, wie digitale Zwillinge in der Fertigung von Elektroautos eingesetzt werden, um die Effizienz der Batterieproduktion zu steigern. Durch die Integration von DXE in die Produktionslinie konnten die Hersteller nicht nur die Ausbeute erhöhen, sondern auch die Energieeffizienz um bis zu 12 Prozent verbessern. Besonders interessant ist dabei, dass DXE nicht nur statische Daten speichern, sondern auch dynamische Prozesse simulieren können – etwa die thermische Belastung von Bauteilen während des Betriebs.

Laut einer Studie des ÖKO-INSTITUTs können Unternehmen durch die Kombination von VDI und DXE bis zu 15 % ihrer Entwicklungszeit einsparen.
Die Einsatzrate von digitalen Zwillingen in der österreichischen Industrie stieg zwischen 2020 und 2023 um über 40 %, wobei besonders die Maschinenbau- und Automobilbranche vorne mitspielen.
Durch virtuelle Tests reduzieren Unternehmen wie BMW die Zeit für die Entwicklung neuer Modelle um bis zu 20 %.
Die Integration von DXE in Produktionslinien senkt die Ausfallraten von Maschinen um durchschnittlich 30 %.
Österreichische Unternehmen, die bereits VDI und DXE nutzen, berichten von einer Steigerung der Produktivität um bis zu 18 %.

Doch trotz dieser Erfolge gibt es noch Herausforderungen. Besonders die Datenintegration und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen bleibt eine Hürde. Viele Unternehmen stehen vor der Frage, wie sie die verschiedenen digitalen Modelle vernetzen können, ohne dabei die Komplexität zu erhöhen. Hier könnte eine enge Zusammenarbeit mit Softwareanbietern wie Siemens oder PTC helfen, die bereits spezifische Lösungen für die Industrie entwickeln. Ein weiterer Punkt ist die Schulung der Mitarbeiter: Viele Fachkräfte sind mit den neuen Technologien noch nicht vertraut und benötigen gezielte Weiterbildungen.

Die Zukunft: Wo stehen wir heute und was kommt noch?

Die Entwicklung von VDI und DXE ist kein Trend, sondern eine Notwendigkeit. Besonders in Zeiten von Lieferkettenproblemen, Rohstoffknappheit und steigenden Energiekosten müssen Unternehmen ihre Prozesse radikal optimieren. Die Kombination aus virtueller Produktentwicklung und digitalen Zwillingen bietet hier eine vielversprechende Lösung. Doch der Weg dorthin ist lang und erfordert nicht nur technologische Fortschritte, sondern auch eine kulturelle Veränderung innerhalb der Unternehmen. Es geht nicht mehr nur um die Entwicklung neuer Produkte, sondern um die kontinuierliche Verbesserung durch Daten und Simulation.

Ein spannendes Beispiel dafür ist das Projekt des Österreichischen Forschungsförderungsinstituts (FFG), das gerade an einem Pilotprogramm für digitale Zwillinge in der Lebensmittelindustrie arbeitet. Ziel ist es, die gesamte Wertschöpfungskette von der Ernte bis zur Verpackung zu digitalisieren und so die Lebensmittelsicherheit zu erhöhen. Solche Initiativen zeigen, dass die Technologien bereits heute genutzt werden können – und dass sie in Zukunft noch viel weiter reichen werden. boomsbet.at/dxe-vdip bietet eine umfassende Übersicht, wie diese Prozesse konkret ablaufen und welche Unternehmen bereits erfolgreich dabei sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Digitalisierung ist kein einmaliger Prozess, sondern ein ständiges Weiterentwickeln. Unternehmen, die jetzt in VDI und DXE investieren, sichern sich nicht nur Wettbewerbsvorteile, sondern schaffen auch die Grundlage für eine nachhaltige Zukunft. Ob in der Automobilindustrie, der Maschinenbau oder der Lebensmittelverarbeitung – die Technologien sind überall dort gefragt, wo Effizienz und Qualität im Mittelpunkt stehen. Die Frage ist nicht mehr, ob man sie nutzen wird, sondern wie schnell man sie einsetzt.