DigitalTwin-4-Multiphysics-Lab

Das "Digital Twin-4-Multiphysics Lab" (DT4MP) widmet sich gleichermaßen den Themen urbane digitale Zwillinge (UDZ) und Multiphysikzwillinge für die Industrie. Beide Bereiche werden auf Augenhöhe und in Synergie behandelt, um innovative Lösungen und Optimierungen für städtische und industrielle Anwendungen zu entwickeln.

Multiphysik-Phänomene sind sowohl in urbanen digitalen Zwillingen (UDZ) als auch in vielen industriellen Anwendungen und Produktionslinien von zentraler Bedeutung. Diese Phänomene beeinflussen die Effizienz und Sicherheit der Prozesse sowie die Integrität der produzierten Teile. Eingebettet in Prozessketten und Konstruktionsaufgaben werden multiphysikalische Simulationen sowohl für städtische als auch industrielle Anwendungen einer enormen Automatisierung und Optimierung unterzogen. Diese Simulationen sind integraler Bestandteil von Digital Twins – virtuellen, funktionalen Versionen von Systemen, die deren Eigenschaften abbilden und den Lebenszyklus eines Systems in Form von Daten und Metadaten erfassen.

Im Bereich der urbanen digitalen Zwillinge (UDZ) ermöglicht das DT4MP eine detaillierte Analyse und Optimierung von städtischen Prozessen und Infrastrukturen. Gleichzeitig tragen Multiphysikzwillinge in der Industrie zur Effizienzsteigerung und Prozesssicherheit bei. Durch die Integration von Echtzeitdaten und fortschrittlichen Simulationsmodellen tragen UDZ zur Verbesserung der Lebensqualität, zur effizienten Ressourcennutzung und zur Förderung nachhaltiger städtischer Entwicklung bei. In der Industrie werden ähnliche Technologien eingesetzt, um die Produktion zu optimieren und die Qualität der produzierten Teile sicherzustellen.

Das DT4MP kombiniert digitale Zwillinge und Künstliche Intelligenz (KI) sowohl für städtische als auch industrielle Anwendungen. Neue Methoden werden durch die Kombination von Maschinellem Lernen und Multiphysiksimulationen entwickelt und angewendet. Das Lab bietet Dienstleistungen wie Datenanalyse, virtuelle Tests und Validierungen, die sowohl kleinen und mittleren Unternehmen (KMUs) als auch größeren Unternehmen in städtischen und industriellen Kontexten zugutekommen. Es fördert die Kooperation in Forschung und organisiert regelmäßige Diskussionen rund um digitale Zwillinge.

Das Fraunhofer SCAI, das Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE), das Institut für Künstliche Intelligenz und Autonome Systeme (A2S) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg und die Dr. Reinold Hagen Stiftung haben das DT4MP gegründet, um die Digitalisierungsforschung in der Industrie und urbanen Räumen voranzutreiben und KMUs zu unterstützen.