Simulation verspricht viel – Messdaten liefern Gewissheit

Simulation verspricht viel – Messdaten liefern Gewissheit
Digitale Zwillinge sind in der Industrie mittlerweile sehr verbreitet. Aber auch sie funktionieren nur dann zuverlässig, wenn sie mit echten Messdaten "gefüttert" werden.

Viele Unternehmen setzen heute verstärkt auf Simulationen, digitale Zwillinge und KI-Modelle. Die Digitalisierung schreitet voran – und gleichzeitig werden reale Messdaten wieder wichtiger. Vier Gründe, warum physische Messungen gerade jetzt unverzichtbar sind.

Simulationen machen heutzutage vieles möglich: Durch sie können wir Ideen in einer frühen Phase prüfen, gefährliche Szenarien sicher testen und letztendlich Innovation beschleunigen. Sie öffnen den Blick auf neue Möglichkeiten. Ob sie wirklich tragfähig sind, können letztendlich aber nur reale Daten zeigen. Warum ist das so? Wo stoßen Simulationen an ihre Grenzen? Warum brauchen wir auch im 21. Jahrhundert – oder gerade jetzt – echte Messdaten?

Grund 1: Echte Messdaten sind der Realitätscheck

Digitale Simulationen sind letztendlich immer nur Modelle. Können sie für den konkreten Zweck überhaupt zuverlässig sein? Wenn wir das nicht überprüfen, bleibt die Simulation eine Annahme, wenn auch eine gut begründete. Ob sie aber in einem bestimmten Fall wirklich zutrifft, wissen wir nicht. Simulationen sollten also nie völlig losgelöst von Experimenten, Tests oder realen Daten betrachtet werden. Echte Messdaten ermöglichen erst den nötigen Realitätscheck.

Außerdem wird durch die Daten erkennbar, wie sicher – oder unsicher – Vorhersagen in der Regel sind. Sie geben wichtige Anhaltspunkte, anhand derer wir abschätzen können, wie oft Fehler und Unsicherheiten auftreten. Und das Thema Messunsicherheit ist ein wichtiger Bestandteil von Simulationen.

Grund 2: Messdaten bringen Aktualität

Es bleibt nicht immer alles so, wie es war. Modelle müssen mit aktuellen Daten gefüttert werden, um nicht irgendwann veraltet zu sein. Ein Beispiel hierfür ist der digitale Zwilling. Er ist eine Kopie eines realen Objekts, Systems oder Prozesses. Mit digitalen Zwillingen können Maschinen, Industrieanlagen oder ganze Fabriken simuliert werden. Aber auch sie bringen nur zuverlässige Ergebnisse, wenn echte Messdaten in die Simulation einfließen. Sonst droht der digitale Zwilling den Bezug zur Realität zu verlieren beziehungsweise mit der Zeit zu veralten.

Im Cockpit: In sicherheitskritischen Branchen wie der Luftfahrt geht es nicht ohne echte Messdaten. Denn hier dürfen auf keinen Fall Fehler passieren.

Grund 3: Messdaten senken das Risiko

Der Ursprung der SectorCon liegt in der Luftfahrt. In dieser Branche ist Sicherheit die oberste Maxime. Beim Fliegen reicht es nicht, mit ungefähren Annahmen zu arbeiten. Es geht um Menschenleben – hier dürfen keine Fehler passieren. Aber nicht nur hier. Auch in anderen Branchen ist Sicherheit und das Vertrauen in Technologien entscheidend. In der Medizintechnik spielt es zum Beispiel ebenfalls eine große Rolle. Je höher das Risiko für Unfälle, desto weniger reicht eine Vorhersage, die lediglich auf Annahmen beruht. Es müssen echte Daten her.

Grund 4: Echte Messdaten entwickeln Modelle weiter

Gerade im KI-Zeitalter reden wir viel davon, "Modelle zu trainieren". Echte Messdaten liefern den Lernstoff für diese Modelle. Auf dieser Grundlage arbeiten wir auch im Projekt TRANSFER: Um die Anästhesieüberwachung in Kliniken zu optimieren, entwickeln wir mit unseren Kooperationspartnern ein KI-Modell. Dafür nutzen wir Daten aus den bestehenden digitalen Krankenhaus-Informationssystemen (KIS). Das Modell wird also mit echten Daten gefüttert. Aber auch bestehende Modelle können durch gute Messdaten nur besser werden.

Ärzte im OP-Saal: Mit echten Messdaten können wir KI-Modelle entwickeln und verbessern – zum Beispiel für die Anwendung in der Medizin.

Auch eine Sache des Vertrauens

Simulationen können also nie die einzige Lösung sein. Erst echte Messdaten machen sie belastbar. Digitale Prozesse helfen uns, große Datenmengen zu sammeln und zu verarbeiten. Inwieweit die daraus generierten Modelle der Realität entsprechen, hängt von den Daten selbst ab. Durch sie können wir Modelle entwickeln, absichern und schließlich auch verbessern.

Was macht Künstliche Intelligenz mit unserer Sensortechnik? Lesen Sie hier, warum KI für uns eine neue Dimension eröffnet.

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Quellen:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376042102000052

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Immer mehr Betriebe setzen in der Produktion auf den digitalen Zwilling. Doch bei komplexen Maschinen und Anlagen ist das Konzept limitiert. Das zeigt sich insbesondere bei modularen und rekonfigurierbaren Systemen.