Krones setzt in der Getränkeproduktion auf digitale Zwillinge, um Simulationen von Maschinen und Anlagen deutlich zu beschleunigen. Gemeinsam mit Technologiepartnern nutzt das Unternehmen physikalisch exakte virtuelle Modelle, die mit künstlicher Intelligenz arbeiten und auf OpenUSD sowie NVIDIA-Omniverse-Bibliotheken basieren. Ziel ist es, komplexe Produktionsprozesse realitätsnah abzubilden und Optimierungen schneller verfügbar zu machen.
Die digitalen Zwillinge werden unter anderem für die Entwicklung und Optimierung des neuen Ingeniq-Linienkonzepts eingesetzt, das auf der drinktec 2025 vorgestellt wurde. Durch den Einsatz von KI und cloudbasierter Rechenleistung lassen sich Simulationszeiten von mehreren Stunden auf wenige Minuten verkürzen, sodass Anpassungen an Parametern wie Geschwindigkeit, Temperatur oder Ablaufsteuerung kurzfristig getestet und auf reale Anlagen übertragen werden können.
Digitale Zwillinge verkürzen Simulationszeiten durch KI-gestützte Optimierung
Digitale Zwillinge von Krones kombinieren physikalisch exakte Simulationen mit KI-gestützter Entscheidungslogik. In nur zwei Monaten wurden bestehende Simulationsansätze so weiterentwickelt, dass virtuelle Tests von Maschinen und Anlagen nicht mehr mehrere Stunden benötigen. Zuvor dauerten einzelne Durchläufe drei bis vier Stunden, was schnelle Anpassungen in dynamischen Produktionsumgebungen erheblich erschwerte.
Mit den neuen digitalen Zwillingen lassen sich Simulationsläufe in weniger als fünf Minuten durchführen. Möglich wird dies durch KI-Agenten, die innerhalb des virtuellen Modells unterschiedliche Szenarien eigenständig prüfen. Die künstliche Intelligenz analysiert Simulationsergebnisse, passt Parameter an und startet neue Berechnungen, ohne dass manuelle Eingriffe erforderlich sind. So entstehen kontinuierliche Optimierungsschleifen, die eine schnelle Bewertung alternativer Einstellungen erlauben.
Physikalisch exakte Simulationen für die Getränkeproduktion
In der Getränkeproduktion ist die präzise Abbildung physikalischer Prozesse entscheidend. Druck, Durchfluss, Temperatur und Turbulenzen verändern sich fortlaufend und beeinflussen sowohl Produktqualität als auch Anlagenleistung. Digitale Zwillinge von Krones bilden diese Prozesse detailliert ab und ermöglichen es, ihre Wechselwirkungen realitätsnah zu simulieren.
Auf dieser Basis können beispielsweise Abfüllgeschwindigkeiten, Flaschendesigns oder Steuerungsabläufe virtuell getestet werden. Die digitalen Zwillinge vergleichen unterschiedliche Produktionsszenarien in Echtzeit und identifizieren Einstellungen, die einen effizienten Ressourceneinsatz unterstützen. Die ermittelten Parameter werden anschließend auf reale Maschinen und Anlagen übertragen, sodass Optimierungen ohne lange Testphasen umgesetzt werden können.
Einsatz von Cloud Computing und beschleunigtem Rechnen
Die Ausführung der rechenintensiven Simulationen erfolgt in der Microsoft-Azure-Cloud auf der NVIDIA-Plattform für beschleunigtes Computing. Diese Infrastruktur stellt skalierbare Rechenleistung bereit und verkürzt die benötigten Berechnungszeiten erheblich. Gleichzeitig können mehrere Simulationsvarianten parallel verarbeitet werden, was den Vergleich unterschiedlicher Szenarien erleichtert.
Digitale Zwillinge profitieren dabei von offenen Standards wie OpenUSD sowie von NVIDIA-Omniverse-Bibliotheken. Sie ermöglichen die konsistente Nutzung von Simulationsdaten über verschiedene Systeme hinweg und unterstützen die Zusammenarbeit zwischen Entwicklung, Engineering und Betrieb. Dadurch lassen sich virtuelle Modelle effizient erweitern und in bestehende Produktionsumgebungen integrieren.
Zusammenarbeit im Technologie-Ökosystem
Die Entwicklung der digitalen Zwillinge erfolgte in enger Zusammenarbeit mit mehreren Technologiepartnern. Ansys, Teil von Synopsys, stellt hochpräzise Strömungssimulationen bereit, während CADFEM seine Anwendungsexpertise für komplexe Simulationsaufgaben einbringt. Microsoft liefert die Cloud-Infrastruktur, NVIDIA offene Bibliotheken und GPU-beschleunigte Simulationsframeworks.
SoftServe übernimmt die Integration von Daten, Logik und künstlicher Intelligenz und fungiert als zentrales Steuerungselement der digitalen Zwillinge. Regelmäßige Engineering-Workshops, gemeinsame Entwicklungs-Sprints und ein klarer Fokus auf operative Anforderungen ermöglichten eine zügige Umsetzung. Die enge Abstimmung zwischen den Partnern trug dazu bei, die digitalen Zwillinge schnell produktiv einzusetzen.
Nutzen für Kunden und industrielle Anwendungen
Digitale Zwillinge mit KI-Unterstützung bieten insbesondere für Kunden aus der Getränkeindustrie konkrete Vorteile. Produktionsanlagen können schneller in Betrieb genommen werden, da virtuelle Tests viele Anpassungen bereits vorab abbilden. Gleichzeitig lassen sich Stillstände reduzieren, da Optimierungen datenbasiert vorbereitet und umgesetzt werden.
Darüber hinaus unterstützt der Einsatz digitaler Zwillinge einen effizienteren Umgang mit Ressourcen. Wasserverbrauch und Energieeinsatz können reduziert werden, während Anlagen kontinuierlich an aktuelle Produktionsbedingungen angepasst bleiben. Krones nutzt diese Ansätze, um Maschinen und Anlagen so auszulegen, dass sie dauerhaft stabil und effizient betrieben werden können.