Digitale Zwillinge

Amazon hatte Digitale Zwillinge schon im Jahr 2002 eingeführt.

Der Grund war einfach: Amazon war schnell gewachsen. Zu schnell für die Software-Entwicklung. Der Umsatz lag schon bei 4 Mrd. USD und stieg ständig weiter. Das Abstimmen von immer mehr Anwender-Interessen mit immer mehr Technik dauerte länger und länger.

Die Software-Entwicklung musste einfacher werden, um schneller zu sein.

Das war der Zeitpunkt für die Entscheidung für Digitale Zwillinge. Hier Bericht eines Insiders: [Amazon’s Big Mandate von 2002]

Die Zielobjekte der Zwillinge waren Business Teams. Zum Beispiel das Team, das Bestellungen aufnimmt. Oder das Team, das Zahlungen abwickelt. Jedes Business Team bekam seinen eigenen Digitalen Zwilling, und jeder Zwilling gehörte zu genau einem Team. Eine 1:1 Beziehung.

Beispiel: 12 Business-Teams, jedes mit einem eigenen Digitalen Zwilling für das eigene Arbeitsfeld

Das Innere jedes Digitalen Zwillings ist nur für das eigene Business Team sichtbar und nutzbar. Für alle anderen Business Teams bleibt es eine Black-Box. Wer Daten von einem anderen Team braucht, vereinbart mit diesem Team als Schnittstelle ein API. Über dieses API liefert der Digitale Zwilling des anderen Teams dann die Daten.

Lieferbeziehungen zwischen Business Teams. Genauer:zwischen deren Digitalen Zwillingen

Den genauen Anteil dieser Architektur-Entscheidung am weiteren Erfolg von Amazon kennen wir nicht. Wir wissen aber, dass sie den Übergang vom Buchhändler zum Alles-Händler erleichtert hat: denn Amazon hat die Digitalen Zwillinge seiner Business Teams auch nach außen, für externe Geschäftspartner, zugänglich gemacht.

Bis 2023 war der Umsatz auf das 140-Fache gestiegen, auf 570 Mrd. USD.

Im Herbst 2022 hat McKinsey sehr klar Position bezogen: STARTEN. Eine eindeutige Empfehlung für Digitale Zwillinge. [Link: McKinsey: Empfehlung für Digitale Zwillinge Teil 1, Teil 2, Teil 3 ]

Warum? Digitale Zwillingen schaffen verstehbare Software-Strukturen, die Menschen als einfach wahrnehmen; denn jeder Digitale Zwilling hat einen Realen Zwilling, den Anwender und Entwickler bereits kennen – aus der realen Welt (das „Zielobjekt“). Beide zusammen, der Reale und der Digitale Zwilling, sind das Zwillings-Paar.

Wegen dieser empfundenen Einfachheit können Anwender Digitale Zwillinge sehr schnell benutzen. Das Gleiche gilt für Entwickler, die Digitale Zwillinge in ihre Software einbinden: Auch ihre Software wird schneller fertig.

McKinsey: Digitale Zwillinge sind die Bausteine jedes Metaverse [das Bild ist verlinkt]

Links zu den 3 Teilen des White Papers:

1. Digital Twins: The foundation of the enterprise metaverse
2. Digital Twins: From one twin to the enterprise metaverse
3. Digital twins: How to build the first twin

Zitat (Kürzungen durch … gekennzeichnet):

Organisationen werden sich in den nächsten Jahrzehnten dramatisch verändern. Wir gehen davon aus, dass die Grenze zwischen digitalen Umgebungen und physischen *) Umgebungen verschwimmen wird. Jedes Betriebsmittel, jeder Prozess und jede Person in einem Unternehmen wird virtuell gedoppelt – und verbunden. In der Folge wird praktisch jeder Aspekt der Arbeit digital erfolgen können. Zumindest in einer Simulation, bevor der Arbeitsablauf physisch implementiert wird. … Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) für Trainings und Produkt-Design …

Dies ist das Enterprise Metaverse – eine digitale und oft auch immersive Umgebung, die jeden Aspekt einer Organisation digital doppelt und verknüpft, um Arbeitsabläufe und Entscheidungen zu optimieren. Der Weg zum unternehmensweiten Enterprise Metaverse wird noch weit, aber er hat bereits begonnen. Mit der Entwicklung der Bausteine, aus denen das Metaverse bestehen wird: Digitale Zwillinge.

Ende des Zitats

McKinsey: Drei Digitale Zwillinge

Grundsätzlich teilt live123 die Einschätzung von McKinsey.

Darüber hinausgehend empfiehlt live123, Digitale Zwillinge auch für nicht-physische Dinge bereitszustellen. Beispiele: Risiken, Entscheidungen, Verträge, … . Alle diese Dinge sind wichtig. Deshalb sollten sie in die entstehenden Zwillings-Netze eingebunden werden können.

Damit Anwender die Netze ihrer Digitalen Zwillinge von Anfang an als vollständig wahrnehmen. Weil sie alles enthalten, was dazugehört und was für Anwender wichtig ist.

Zum Glück sind Digitale Zwillinge für nicht-physische Dinge in der aktuellen ISO-Norm ISO 30173:2023 (Digital Twins, Concepts and terminology) bereits korrekt adressiert.

KI kann niemals besser sein als ihr Input. Denn auch hier gilt: Garbage in, Garbage out.

Deshalb braucht KI gut fokussierten Input. Zum Beispiel über Request Augmented Generation (RAG).

Ungenau fokussierte KI generiert dummes Zeug. 

Ein KI-generierter Zug. Wir sehen Hallizinationen bei Schienen, Lok und Wagen.

Je genauer ein Digitaler Zwilling mit seinem Realen Zwilling übereinstimmt, umso zielsicherer kann er einen KI-Prompt mit präzise passenden Daten anreichern, z.B. über RAG. Hierbei helfen Baupläne, die nachweisbar richtig sind und auch zertifiziert werden können.

Ein Zielobjekt sieht nicht für alle Anwender gleich aus. Und es muss auch nicht immer 3D sein.

Dieser Anwender braucht z.B. keinen 3D-Zwilling. Hier reichen Zahlen und 2D-Grafik.

Beispiel: Lokführer haben eine andere Vorstellung von einer Lok als die Zugdisposition, die Züge zusammenstellt. Lokführer brauchen den Betriebszustand im Detail. Ein Disponent interessiert sich aber nicht für das Innere der Lok, sondern z.B. für ihre Zugkraft, ob sie eine elektrifizierte Strecke braucht und für ihre Verfügbarkeit. Weitere Anwender wie z.B. die Instandhaltungs-Werke oder Finanz-Controller haben ebenfalls ihre ganz eigenen Blickwinkel auf die Lok.

Deshalb ist es normal, dass es mehrere Digitale Zwillinge für eine Lok geben kann. Beispiel: Finanz-Controller brauchen keine 3D-Darstellung der Lok. Für diese Rolle interessieren nur Zahlen. Sensor-Daten (IoT) oder schicke 3D-Modelle würden einen Finanz-Controller nur stören.

ISO-Definition

Definition aus der ISO-Norm zu Digitalen Zwillingen (ISO 30173), übersetzt und zusammengefasst: 

Ein Digitaler Zwilling ist ein Digitalprodukt, das ein bestimmtes Zielobjekt für eine bestimmte Gruppe von Betrachtern so gut *) repräsentiert, dass diese Betrachter dieses Digitalprodukt für eine gültige Darstellung des Zielobjekts halten. Das Zielobjekt muss nicht physisch sein. Es reicht, wenn Menschen es wahrnehmen können. Oder sich das Zielobjekt lediglich vorstellen können. 

*) Eine Repräsentation ist umso besser, je genauer sie die Erwartungen der Anwender trifft. Zum Beispiel in Bezug auf Aktualität, Wechselwirkung mit dem Zielobjekt, Genauigkeit der Darstellung und Abwesenheit von Störfaktoren wie z.B. überflüssigen Details.

Beispiel für „jedes Zuviel stört“: Einen Lokführer interessiert es nicht, welche Abschreibungen für seine aktuelle Lok bereits erfolgt sind. Oder welche Ersatzteile bei welchen Lieferanten mit welchen Vorlaufzeiten und Preisen bestellt werden können.

Ein Digitaler Zwilling kommt selten allein. 

Beispiel:

Wenn LKW #111 am 15.12.202x die Bestellung #222 zum Kunden #333 bringt, dann sind daran schon drei Digitale Zwillinge beteiligt:

• Der Digitale Zwilling von LKW #111
• Der Digitale Zwilling von Bestellung #222
• Der Digitale Zwilling von Kunde #333

Kein Digitaler Zwilling ist heute noch eine Insel. 

Digitale Zwillige sind in besten Fall genau so miteinander verbunden, wie im richtigen Leben auch die Realen Zwillinge miteinander in Verbindung stehen:

• LKW #111 enthält Bestellung #222
• LKW #111 fährt zu Kunde #333
• Bestellung #222 ist auf LKW #111
• Bestellung #222 wurde von Kunde #333 bestellt
• Kunde #333 ist das Ziel von LKW #111
• Kunde #333 hat Bestellung #222 bestellt

<beschreiben>.

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ISO-Zertifikat von 2001

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