Effizienzsteigerung durch Industrial Metaverse

Metaverse: Die nächste Evolution des digitalen Zwillings

Das Wort Metaverse ist eine Kombination aus den Worten meta („jenseits“, „höher als“) und Universum und beschreibt virtuelle Umgebungen, die es den Benutzern ermöglichen, miteinander und mit digitalen Objekten auf eine Art und Weise zu interagieren, die der realen Welt ähnelt. Beispielsweise können so Abläufe in Fabriken geplant werden, bevor diese überhaupt gebaut wurden. Nötig ist dafür ein digitaler Zwilling, der, wie in einem Videospiel, als virtuelle Welt modelliert wurde. Die Anwender können sich dann beispielsweise mit Virtual-Reality-Brillen in dieser künstlichen Umgebung bewegen, um das Layout des Maschinenparks oder Prozessabläufe zu optimieren. Möglich machen dies größere Rechenkapazitäten als vor einigen Jahren, wodurch nun Simulationen in Echtzeit durchgeführt und noch in der Planungsphase Proof-of-Concepts erbracht werden können.

Ziele und Wirkprinzipien von Metaverse

Metaverse-Anwendungen bringen den größten Nutzen, wenn Domainwissen mit den neuen Möglichkeiten der Metaverse-Technologie gepaart werden. Mit Domainwissen ist dabei Wissen in bestimmten Feldern oder Industrien gemeint. Hier greift TCW durch die Umsetzung zahlreicher Industrieprojekte auf einen großen Wissensschatz in den klassischen Bereichen Produktion, Logistik oder Einkauf zu. Hinzu kommt die Expertise in den Bereichen Künstliche Intelligenz und Data Science, die für eine erfolgreiche Umsetzung von Metaverse-Anwendungen mindestens genauso wichtig ist. Der Nutzen entsteht beim Metaverse vorrangig durch höhere Effizienz, die durch verbesserte Kollaboration und Kommunikation zustande kommt. Ergebnis ist eine erhöhte Kostenwirksamkeit in der Planungsphase. Zwar ist die Modellierung des digitalen Zwillings zunächst mit Investitionen verbunden, jedoch stehen diese in keinem Verhältnis zu den Kosten, die durch Trial-and-Error und Prozessanpassungen in der realen Welt verursacht werden.

Anwendungsfälle von Metaverse

Der TCW-Ansatz zur Steigerung der Effizienz anhand von Metaverse-Anwendungen betrachtet zunächst die Felder der Intralogistik und der Produktionsprozessoptimierung, da hier in der Regel große Effizienzzugewinne und damit Quick-Wins zu verzeichnen sind. Dies betrifft beispielsweise Routenzüge im Werk, die simuliert und mit KI auf der Grundlage von Heuristiken aus dem Operations-Bereich optimiert werden können. Mit einer zunehmenden Umstellung auf fahrerlose Transportsysteme (FTS) können die gewonnenen Erkenntnisse schnell und effizient umgesetzt werden.

Andererseits kann im Bereich der Produktionsprozessoptimierung an vielen Stellen angesetzt werden: Die Arbeitsplatzergonomie kann verbessert werden, indem mit sogenannten Menschmodellen Verweildauern im Stehen oder Sitzen oder die Zeit der Arbeit über Kopf gemessen werden. Beim Onboarding neuer Mitarbeiter kann die Anlernzeit verkürzt werden, weil im Metaversum Arbeitsschritte in Echtzeit geschult werden. Im Bereich der Arbeitssicherheit können Fluchtwege und Brandschutzmaßnahmen getestet und simuliert werden. Die Resilienz in der Produktion kann erhöht werden, indem Maschinenausfälle und die entsprechenden Auswirkungen auf die interne Wertschöpfungskette im Werk durchgespielt werden. Mit dem richtigen Input an Daten kann zukünftig anhand „synthetischer Daten“ das System selbst lernen, wodurch Routenzüge eventuell zukünftig nicht mehr von Menschen geplant werden müssen, sondern die KI die effizientesten Routen vorschlägt.

Vorgehensweise

Das TCW-Vorgehen zur Implementierung von Metaverse-Anwendungen gliedert sich in vier iterative Phasen und beinhaltet die Befähigung einzelner Geschäftsbereiche, um die Digitalisierung im Unternehmen weiter voranzutreiben.

In Phase 1 werden bereits durchgeführte Digitalisierungs- und Data Science-Anwendungen betrachtet und der Ist-Stand festgestellt. Ausgehend davon kann bewertet werden, ob und unter welchem Aufwand ein Pilot zur Modellierung und Durchführung von Metaverse-Anwendungen möglich ist.

Darauf aufbauend werden in Phase 2 und unter Berücksichtigung vorgegangener Digitalisierungsinitiativen Use-Cases identifiziert, die anhand der Punkte Geschwindigkeit, Return und Risiko bewertet werden. Das Ergebnis sind sogenannte Champions, also Leuchtturmprojekte, für die es im Unternehmen einen Promoter und einen Sponsor gibt. Der Promoter treibt dabei das Projekt und schafft die notwendige Infrastruktur und Akzeptanz in der Belegschaft. Der Sponsor stellt auf Entscheiderebene die nötigen finanziellen Mittel bereit.

In Phase 3 werden folglich gemeinsam mit dem Promoter, dem Sponsor und den Spezialisten des Wertschöpfungsnetzwerks die Ergebnisse aus Phase 1 und 2 diskutiert und auf Basis des vorhandenen externen Wissens von TCW neu bewertet sowie gemeinsame Strategien zur Umsetzung des Champions erarbeitet. Für diesen Champion-Use-Case wird zunächst im geschlossenen Umfeld unter Testbedingungen und anschließend, sofern der Test erfolgreich war, im Normalbetrieb ein Proof-of-Concept erbracht.

Die Champions werden in Phase 4 mit konkreten Maßnahmen operationalisiert und mit Vertretern aus dem Bereich der Industrialisierung in den Werken umgesetzt.

Kundennutzen und Effekte

Insgesamt hat das industrielle Metaverse das Potenzial in Unternehmen Kosten einzusparen, indem es den Planungsaufwand, den Bedarf an Reisen und traditionellen Schulungsmethoden reduziert und gleichzeitig die Produktivität und Effizienz steigert. Es ermöglicht Unternehmen, Prozesse zu rationalisieren und die Zusammenarbeit zu verbessern. Mitarbeiter, Kunden und Partner können an virtuellen Workshops und Besprechungen teilnehmen, ohne dass eine physische Reise erforderlich ist.

Unternehmen können Metaverse-Anwendungen nutzen, um Mitarbeiter in neuen Fähigkeiten und Technologien zu vermitteln, wodurch teure physische Schulungen überflüssig werden. Außerdem ermöglicht die virtuelle Umgebung immersive Lernerfahrungen, die zu verbesserten Lernerfolgen und damit effektiveren Schulungen führen können.

Das Industrial Metaverse kann zu folglich höherer Produktivität und Effizienz und damit zu Kosteneinsparungen im zweistelligen Prozentbereich führen. Gerne unterstützt TCW Sie bei der Umsetzung.

Beratungsleistungen

• Neue Geschäftsmodelle durch Industrie 4.0
• Künstliche Intelligenz & Machine Learning
• Programmplanung

Publikationen

• Resilienz und Innovation durch Data Science
  Tagungsband des Münchner Management Kolloquiums 2022
• Produktivität durch Industrie 4.0
  Industrie 4.0 ist mehr als nur ein Schlagwort für den Einzug von kollaborativen Robotern in die Produktion.
• Smart & Agil & Disruptiv - Wertschöpfung 4.0
  Tagungsband des Münchner Management Kolloquiums 2019

Praxisbeispiele

• Geschäftsmodellinnovationen in der Industrie 4.0
• Mit Industrie 4.0 zum Manufacturing Ecosystem
• Neue Geschäftsmodelle durch Industrie 4.0