12.05.2025
Digitaler Zwilling bei Balluff
Ein Interview mit Dr. Philippe Komma
Der digitale Zwilling revolutioniert die industrielle Produktion und Anlagenentwicklung. Philippe Komma von Balluff gibt Einblicke, wie Unternehmen ihre Produktionsmaschinen und -anlagen effizienter planen und optimieren können, welche Vorteile digitale Zwillinge bieten und welche Entwicklungen die Zukunft prägen werden.
Herr Komma, wie sind Sie zu Balluff gekommen? Und welche Stationen haben Sie hier bereits durchlaufen, bevor Sie sich mit dem Thema „Digitaler Zwilling“ beschäftigt haben?
Mit Balluff verbindet mich bereits eine längere Historie. Vor zwölf Jahren habe ich meine Tätigkeit bei Matrix Vision, einem Tochterunternehmen der Balluff GmbH, als Entwicklungsingenieur aufgenommen. Bei Matrix Vision war ich im Bereich Smart Vision als Softwareentwickler tätig.
Im weiteren Verlauf habe ich die Rolle des Product Owners übernommen und war damit das Bindeglied zwischen dem Produktmanagement und dem Entwicklungsteam. Zu diesem Zeitpunkt lag einer meiner Schwerpunkte auf Kommunikationsschnittstellen wie REST oder MQTT.
Und wie sind Sie in das Thema „Digitaler Zwilling“ eingestiegen?
Das Thema digitaler Zwilling stand bereits vor meiner Zeit bei Balluff als mögliches Proof of Concept im Raum. Vor zwei Jahren bin ich dann in die Rolle des Produktmanagers bei Balluff gewechselt, in deren Funktion ich das Projekt der digitalen Zwillinge übernommen und ausgearbeitet habe.
Der Begriff „digitaler Zwilling“ wird heute oft verwendet. Könnten Sie uns erklären, wie Balluff diesen Begriff definiert?
Gerne. Der Begriff des digitalen Zwillings wird heutzutage recht inflationär und in unterschiedlichen Bereichen der industriellen Automatisierung verwendet. Für uns steht der digitale Zwilling allgemein für eine digitale Repräsentation eines Produktes über seinen kompletten Lebenszyklus – von der ersten Skizze bis zu dessen Abkündigung. Das kann beispielsweise eine Hardwarekomponente wie unsere Balluff RFID Schreib-/Lesegerät oder ein komplettes RFID-System sein.
Für uns als Komponentenhersteller sind insbesondere digitale Verhaltenszwillinge von Interesse. Ein Verhaltenszwilling ist ein Modell, das Eingaben aus unterschiedlichen Quellen verwendet, wie beispielsweise die Befehle einer SPS oder die vom Sensormodell übermittelten RFID-Tag-Daten. Aus den Modelleingaben wird eine Antwort generiert, die der Antwort des physischen Zwillings entspricht.
Welche Vorteile haben Kunden konkret durch digitale Zwillinge?
Ein zentraler Anwendungsfall für digitale Zwillinge stellt die virtuelle Inbetriebnahme dar. Ein Ziel der virtuellen Inbetriebnahme ist es, Steuerungsprogramme ganzer Produktionsanlagen oder Maschinen anhand ihrer virtuellen Abbilder zu entwerfen und zu validieren, bevor die realen Anlagen oder Maschinen verfügbar sind.
Unter der Voraussetzung, dass das Verhalten virtueller Produktionsmaschinen und -anlagen dem Verhalten ihrer physischen Zwillinge angeglichen werden kann, können die im Zuge der virtuellen Inbetriebnahme erstellten Steuerungsprogramme ohne oder mit geringen Anpassungen in der realen Inbetriebnahmephase eingesetzt werden. Neben der Vorverlagerung der Steuerungs-Programmierung eröffnet die virtuelle Inbetriebnahme Möglichkeiten für eine frühzeitige Optimierung von Prozessabläufen innerhalb der Produktion.
Können Sie erklären, wie Balluff digitale Zwillinge für Kunden bereitstellt?
Unsere digitalen Zwillinge werden in eine Simulationsumgebung eingebettet. Die Simulationsumgebung wird von unserem Kooperationspartner, der ISG Stuttgart, zur Verfügung gestellt. Unsere Kunden können nun über diese Simulationsplattform die digitalen Verhaltensmodelle unserer Produkte in ihre virtuellen Anlagen und Maschinen integrieren. Ein komfortabler Bezug und eine einfache Integration der digitalen Zwillinge ist mittels TwinStore, einer Vertriebsplattform analog zu einem Appstore auf Komponenten-Zwillingsebene, möglich. In diesem TwinStore kann der Kunde in Zukunft die digitalen Verhaltensmodelle der Produkte direkt abrufen, die er für seinen konkreten Anwendungsfall benötigt. Dabei werden nicht nur die Komponenten als dreidimensionales Objekt, sondern auch deren Eigenschaften wie Kommunikationsverhalten mit der SPS repräsentiert. Diese Eigenschaften stellen eine zusätzliche Dimension bei der Repräsentation der physischen Hardwarekomponente dar. Folglich spricht man im Kontext der Verhaltenszwillinge von 4D-Modellen.
Welche Technologie steckt hinter einem digitalen Zwilling von Balluff?
Unsere digitalen Zwillinge sind Softwaremodelle, die auf der tatsächlichen Firmware unserer Hardwarekomponenten beruhen. Indem wir die reale Firmware als Basis verwenden, stellen wir sicher, dass das logische Verhalten des digitalen Zwillings dem Verhalten seines physischen Äquivalents entspricht. Nehmen wir als Beispiel einen RFID-Sensor: Dieser kann Daten auf einen RFID-Tag schreiben oder Daten von einem RFID-Tag lesen. Das digitale Verhaltensmodell bildet dieses Verhalten virtuell ab, indem beispielsweise gelesene Daten analog zum realen Sensor an die Steuerung versendet werden. Auf diese Weise denkt die Steuerung der Maschine, sie kommuniziert mit der echten Hardwarekomponente. Durch unseren generischen Ansatz können wir jede IO-Link-Komponente als digitalen Zwilling darstellen – wie beispielsweise unsere SmartLight, die für unsere Kunden ein sehr interessantes Produkt darstellt. Vereinigt man mehrere Komponenten zu einem virtuellen Gesamtsystem, ermöglicht dies die Simulation und Verifikation von komplexen Prozessen und Anlagen am Computer.
Gibt es konkrete Kundenprojekte, die zeigen, wie digitale Zwillinge in der Praxis eingesetzt werden?
Ja, unsere digitalen Zwillinge sind bei unserem Pilotkunden Teamtechnik bereits erfolgreich im Einsatz. Rückmeldungen zeigen, dass diese Technologie einen echten Mehrwert bietet, da sie es ermöglicht, Maschinenprozesse realistisch zu simulieren und gleichzeitig Kosten zu senken. Teamtechnik schätzt besonders, dass die digitalen Zwillinge flexibel einsetzbar und an ihre individuellen Anforderungen anpassbar sind.
Welche Herausforderungen löst die Technologie für Ihre Kunden?
Unsere Kunden stehen häufig vor der Herausforderung, komplexe Anlagen möglichst effizient zu planen und zeitnah in Betrieb zu nehmen. Mit digitalen Zwillingen können sie bereits vor der physischen Montage das Zusammenspiel aller verbauten Komponenten testen. Vor allem durch die Automobilindustrie – als Treiber der virtuellen Inbetriebnahme – erleben wir großes Interesse an diesem Thema.
Unternehmen wie BMW und Daimler schreiben vor, dass Maschinen- und Anlagenhersteller digitale Modelle ihrer Systeme bereitstellen. Diese virtuellen Systeme sind Grundvoraussetzung, um in der Werkhalle die physischen Pendants zu platzieren. Ohne digitale Zwillinge wird unsere Wettbewerbsfähigkeit in Zukunft bei vielen Projekten leiden.
Sehen Sie noch andere Anwendungsmöglichkeiten von digitalen Zwillingen abseits der klassischen Industrieapplikation?
Digitale Zwillinge bieten viele Möglichkeiten, die weit über die Simulation von Produktionsprozessen hinausgehen. Beispielsweise ermöglichen Informationszwillinge unterschiedliche Ansichten auf das gleiche Datenpaket – in Abhängigkeit des Anwendungsfalls und Empfänger der Information, wie etwa Produktmanager oder Entwickler. Zukünftig sehe ich auch großes Potenzial im Zusammenspiel von digitalen Zwillingen und KI, etwa durch Sprachmodelle, die es Kunden erleichtern, gezielt Informationen zu ihren Produkten abzurufen.
Gab es in Ihrer Karriere einen Moment, der Sie besonders geprägt hat und Ihre Sicht auf Technologie und Innovation verändert hat?
Ich erinnere mich an drei prägende Momente in meiner Laufbahn. Der erste liegt in meiner Jugend, als ich meine Leidenschaft für Programmierung entdeckte - insbesondere im Bereich der Computergrafik – zu einer Zeit, als Gouraud-schattierte, dreidimensionale Würfel auf dem Bildschirm „das Laufen“ lernten. Der zweite Moment war bei meinem früheren Arbeitgeber der BMW Group, bei der ich Firmware für Fahrzeuge entwickelte. Es war ein faszinierendes Gefühl, in einem Fahrzeug zu sitzen, dessen Software ich mitgestaltet hatte. Der dritte Moment ist die rasante Entwicklung der KI-Technologie in den letzten Jahren, insbesondere der generativen KI. Diese ermöglicht es, Inhalte wie Bilder oder Musik aus wenigen Eingaben zu erstellen. Ich sehe großes Potenzial, wie sie auch bei Balluff die Kommunikation mit unseren Kunden bereichern könnte.
Was motiviert Sie in Ihrer Arbeit, und was schätzen Sie an der Unternehmenskultur bei Balluff?
Was mich an meiner Arbeit besonders antreibt, ist die Vielfalt der Themen, die ich bearbeiten darf. Im Bereich Industrie 4.0 kann ich sehr kreativ sein und habe viel Freiheit, meine Projekte zu gestalten. Besonders hervorheben möchte ich hier auch die Unternehmenskultur von Balluff, insbesondere den offenen und freundlichen Umgang miteinander - selbst bei kontroversen Themen. Diese Kultur schafft eine Atmosphäre, in der man gerne arbeitet. Außerdem gibt es viele Gelegenheiten, sich intern wie auch extern mit Kollegen und Kunden auszutauschen und gemeinsam an Lösungen zu arbeiten, was meine Arbeit zusätzlich bereichert.
Vielen Dank, Herr Komma, für die spannenden Einblicke!
Ich danke Ihnen. Es macht Spaß, das Thema vorzustellen, und ich freue mich auf die kommende SPS-Messe, bei der wir unser vergrößertes Portfolio an digitalen Zwillingen live präsentieren werden.
