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: 1 EINLEITUNG 1.1 MOTIVATION 1.2 ZIELSTELLUNG UND FORSCHUNGSFRAGE 1.3 METHODIK UND VORGEHEN 2 GRUNDLAGEN 2.1 DIGITAL TWINS 2.1.1 Evolution und Konzept von Digital Twins 2.1.2 Architektur von Digital Twins 2.1.3 Kommunikation von Digital Twins 2.1.4 Sensoren und Aktuatoren 2.2 DEMONSTRATOR 2.2.1 Modell 2.2.2 Simulation 2.2.3 Prototyping 2.2.4 Zusammenfassung der Erkenntnisse 2.3 VORGEHENSMODELL 2.3.1 Allgemeine Einordnung und Abgrenzung 2.3.2 Relevante Arten von Vorgehensmodellen 3 ENTWICKLUNG DES ARTEFAKTS 3.1 ANALYSE EXISTIERENDER ANSÄTZE 3.2 ABLEITUNG VON ANFORDERUNGEN AN DAS VORGEHENSMODELL 3.3 SYSTEMATISCHE ENTWICKLUNG EINES EINHEITLICHEN VORGEHENSMODELLS 4 EVALUATION 4.1 DEMONSTRATION DES ARTEFAKTS 4.2 EVALUATION DES ARTEFAKTS 5 SCHLUSSBETRACHTUNG 5.1 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE 5.2 KRITISCHE WÜRDIGUNG 5.3 AUSBLICK 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).