Digital Twin bei Horse

Die Macht der Produktionsdaten

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Um in der Fertigung von Antriebssträngen die Effizienz in neue Höhen zu treiben, setzt Horse im spanischen Valladolid auf digitale Zwillinge.

Im Werk in Valladolid setzt Horse digitale Zwillinge ein, um die Produktion von Antriebssträngen umzugestalten. Dabei geht es dem Antriebsspezialisten darum, Flexibilität und datengestützte Entscheidungsprozesse in den gesamten Betrieb einzubinden.

Nach seiner Gründung im vergangenen Jahr hat sich Horse, das Antriebs-Joint Venture von Renault und Geely, relativ schnell in die Spitzengruppe der digitalen Automobilproduktion katapultiert. Der Aufstieg liegt vor allem am Einsatz einer Technologie: Dem digitalen Zwilling. Zu den Ergebnissen zählt eine erheblichen Optimierungen in so unterschiedlichen Bereichen wie Prozessvalidierung, Produktionseffizienz und Nachhaltigkeit.

Als Teil von Horse‘ strategischem Schritt in Richtung eines datenzentrierten Ansatzes prägen diese digitalen Zwillinge nun die durchgängigen Produktionsabläufe, die Entwicklung der Belegschaft und die Initiativen für eine nachhaltige Produktion und bestimmen gleichzeitig die langfristigen Produktionsstrategien. Das Werk des Antriebsstrangherstellers im spanischen Valladolid bildet dabei das Epizentrum dieser Transformation.

Die Macht der Daten bei Horse

Den Automobilherstellern ist inzwischen schmerzlich bewusst, dass der Übergang zu Elektrofahrzeugen und zur Elektrifizierung nicht reibungslos verläuft und dass eine schwankende Nachfrage ein hohes Maß an flexibler Produktion erfordert.

Vor diesem Hintergrund hat die Integration digitaler Zwillinge die Flexibilität von Horse als Hersteller von Antriebssträngen erheblich verbessert, um auf die schwankende Marktnachfrage zu reagieren, insbesondere in der sich entwickelnden Landschaft der Elektrofahrzeugproduktion (EV).

„Einer der größten Vorteile“, so Rafael Vázquez, Global Metaverse & Industrial Excellence Director bei Horse, „ist die Möglichkeit, Echtzeitdaten und prädiktive Analysen zu nutzen, um Veränderungen in der Nachfrage vorherzusehen. Durch den Einsatz digitaler Zwillinge können wir schnell verschiedene Produktionsszenarien simulieren und die effizienteste Methode zur Anpassung unserer Abläufe ermitteln. So können wir die Produktion je nach Bedarf hoch- oder runterfahren und sicherstellen, dass wir Nachfrageschwankungen effizient abdecken und Verzögerungen und Kosten minimieren.“

37 Digital-Twin-Projekte laufen bei Horse

Dank des Einsatzes digitaler Zwillinge in Valladolid hat Horse nun eine bessere Kontrolle über den Zustand seiner Fertigungsprozesse und deren Auswirkungen auf seine Antriebsstränge. „Dadurch können wir die Qualitätssicherungsprozesse so weit optimieren, dass sie möglicherweise überflüssig werden“, sagt der Werkleiter in Valladolid, Alberto des los Ojos. „Wir wenden diesen Ansatz in allen unseren Spritzguss-, Bearbeitungs- und Montageprozessen an.“

Digitale Transformation habe im gesamten Werk stattgefunden, wobei einhundert Prozent der operativen Bereiche einbezogen wurden und ein einheitliches Framework alle Projekte umfasst, erklärt de los Ojos. „Bis heute haben wir 37 digitale Zwillingsprojekte erfolgreich umgesetzt, was unser Engagement für operative Exzellenz weiter unterstreicht.“

Rafael Vázquez spricht auf dem APK 2025:

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Prozessplanung und -validierung auf neuen Füßen

Dabei sind Prozessplanung und -validierung schnell in den Vordergrund gerückt, da sie die Produktionseffizienz steigern und weitreichende Auswirkungen auf das gesamte Produktionsökosystem haben. Vorbeugen ist besser als reparieren - die Grundsätze der intelligenten Fertigung stehen im Mittelpunkt dieser Prozesse. Kern der Technologie sind virtuelle Repliken physischer Systeme, die die Fertigung optimieren, bevor überhaupt Änderungen in der realen Welt umgesetzt werden.

Bei Horse dienen digitale Zwillinge mehreren Zwecken, angefangen bei der virtuellen Modellierung. Durch die Integration von Sensordaten und 3D-Plänen, die von Zulieferern zur Verfügung gestellt werden, ist der Zulieferer in der Lage, hochpräzise digitale Darstellungen von physischen Objekten und Systemen zu erstellen. Diese Modelle ermöglichen es, das Verhalten in der realen Welt mit großer Präzision zu simulieren, um potenzielle Ineffizienzen zu erkennen und die Prozesse vor der Anwendung in der realen Welt zu verfeinern.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Validierung und Optimierung. „Mithilfe digitaler Zwillinge können wir Produktionsprozesse iterativ testen und verfeinern, was das Fehlerrisiko erheblich verringert und die Qualität des Endprodukts verbessert“, sagt Vázquez. „Dieser Ansatz minimiert unnötige Reisen und die damit verbundenen Kosten, da alle Teams, die in der Serienfertigung mit der Anlage zu tun haben, virtuell zusammenarbeiten und Probleme aus der Ferne beheben können.“ Dies habe zu Kosteneinsparungen von 25 Prozent während der Coronapandemie geführt, erklärt der Manager.

Bei der Prozessplanung kann Horse mithilfe digitaler Zwillinge die erforderlichen Produktionsschritte analysieren und die Ressourcenzuweisung optimieren. „Bevor wir beispielsweise ein neues Lager einrichten“, sagt Vázquez, „simulieren wir verschiedene Konfigurationen, um die ideale Anzahl an fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTS) und Bedienern zu ermitteln. Dieser automatisierte Ansatz rationalisiert die Entscheidungsfindung, reduziert die Planungszeit um fast 35 Prozent und verringert die Abhängigkeit von manuellem Fachwissen.“

Was digitale Zwillinge bei Horse noch leisten

Digitale Zwillinge sind bei Renaults und Geelys Antriebstochter auch das Herzstück der Echtzeit-Datenverfolgung und Automatisierung in den Produktionsanlagen. Diese fortschrittlichen digitalen Modelle fungieren als Live-Gegenstücke zu den physischen Anlagen und Prozessen und synchronisieren kontinuierlich Daten von IoT-Sensoren und anderen Quellen, um ein genaues Abbild des laufenden Betriebs zu liefern. Auf diese Weise ermöglichen sie eine präzise Überwachung der Anlagenleistung, der Produktionseffizienz, des Energieverbrauchs und des allgemeinen Systemzustands.

Einer der Hauptvorteile der digitalen Zwillinge ist ihre Fähigkeit, die Entscheidungsfindung zu automatisieren. „Durch KI-gesteuerte Analysen“, so Vázquez, „können sie Produktionsparameter als Reaktion auf Echtzeitdaten autonom anpassen und so einen optimalen Betrieb sicherstellen, ohne dass ein ständiges menschliches Eingreifen erforderlich ist. Dies verbessert die Effizienz und minimiert das Risiko menschlicher Fehler.“

Die Technologie ermöglicht es auch, die Beleuchtung der Fabrik und die Stromversorgung der Produktionsanlagen zu steuern. Durch die Nutzung von Echtzeit-Produktionsdaten und äußeren Lichtverhältnissen könne der Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens von Lampen und Kompressoren optimiert werden, erklärt der Experte. „Dieser Fortschritt steigert unsere betriebliche Effizienz und bringt uns auf dem Weg zur Dekarbonisierung voran, was unser Werk nachhaltiger macht.

„Durch den Einsatz digitaler Zwillinge können wir die Produktion je nach Bedarf hoch- oder runterfahren und so sicherstellen, dass wir Nachfrageschwankungen effizient begegnen und Verzögerungen und Kosten minimieren.“

Rafael Vázquez, Global Metaverse & Industrial Excellence Director, Horse

Kontinuierliche Validierung ist oberstes Gebot

Die Sicherstellung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Simulation hat bei Horse höchste Priorität, da diese Modelle als Grundlage für kritische Entscheidungen in den Fertigungsprozessen dienen. „Um dies zu erreichen“, erläutert Rafael Vázquez, „wenden wir einen strengen Validierungsprozess an, bei dem die Daten des digitalen Zwillings kontinuierlich mit realen Sensormesswerten abgeglichen werden. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass unsere Simulationen präzise bleiben und die tatsächlichen Produktionsbedingungen widerspiegeln.“

Außerdem werden die digitalen Zwillingsmodelle regelmäßig aktualisiert, um die neuesten Betriebsdaten einzubeziehen, so dass sie sich dynamisch an Änderungen der Produktionsparameter, der Anlagenleistung und der Umweltfaktoren anpassen können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sie im Laufe der Zeit relevant und genau bleiben.

Was bedeutet das für die Mitarbeiter?

Über die betriebliche Effizienz hinaus hat sich die Unternehmung in Sachen digitaler Zwillinge vor allem auf die Belegschaft ausgewirkt, die sich im Zuge der Integration von KI-gesteuerten Technologien in die täglichen Abläufe grundlegend neu aufstellen muss. „Dieser Wandel“, so de los Ojos, „zeigt sich in der gesamten Organisation, in der drei von fünf Teammitgliedern direkt an der datenzentrierten Transformation beteiligt sind. Die Initiative erforderte umfangreiche Schulungen, insgesamt 5.498 Schulungsstunden, um unsere Mitarbeiter mit den notwendigen Fähigkeiten auszustatten, damit sie die digitalen Tools effektiv nutzen können.

Der Impact von KI auf digitale Zwillinge

Die fortschreitende Entwicklung im Bereich digitaler Zwillinge wird unweigerlich auch die künftigen operativen Strategien des Horse-Standords in Valladolid beeinflussen. De los Ojos betont: „Wir glauben, dass unsere Transformation tief in der Nutzung von digitalen Zwillingen verwurzelt sein muss. Diese Werkzeuge ermöglichen es uns, die Leistung unseres Produktionssystems zu verstehen, zu überwachen, zu verwalten und vorherzusagen. Letztendlich stellen wir uns eine Zukunft vor, in der menschliche Bediener den Betrieb der Anlage neben den automatisierten Systemen steuern.“

Um dieses Ziel zu erreichen, seien kontinuierliche Investitionen in Tools und Technologien erforderlich, die diese Vision Wirklichkeit werden lassen, so der Werkleiter. „Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass die Effekte der digitalen Zwillinge über den Betrieb hinausgehen und die Grundlage für die strategische Ausrichtung des Werks bilden werden.“ De los Ojos ist sich sicher, dass die Zukunft des Werks in Valladolid von der Nutzung von Daten als strategisches Kapital abhängt. „Um dies zu erreichen, müssen wir ein robustes Data Lifecycle Management und eine Governance aufbauen, die das Potenzial unserer Informations-Assets maximieren.“

Dabei spielt auch das Thema künstliche Intelligenz eine entscheidende Treiberrolle. „Die Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen in digitale Zwillinge wird die Automatisierung und die Vorhersagefähigkeiten auf ein neues Niveau heben“, betont Rafael Vázquez. Künftige digitale Zwillinge würden nicht nur Echtzeit-Insights liefern, sondern auch selbständig lernen und sich selbst optimieren, so dass Fertigungssysteme intelligenter und autarker werden.

Der Artikel erschien im englischen Original beim Schwestermagazinautomotive manufacturing solutions.