TREIBER DER TRANSFORMATION

Digitale Zwillinge rücken in der Lebensmittelindustrie zunehmend in den Mittelpunkt. Sie liefern eine Antwort auf die wachsende Komplexität der Produktion. „Steigende Anforderungen an Effizienz, Nachhaltigkeit und Produktvielfalt lassen sich immer weniger getrennt voneinander lösen. Stattdessen braucht es ein durchgängiges Verständnis von Prozessen – von der Entwicklung über die Produktion bis hin zur Nutzung von Ressourcen“, sagt Roland Thiemann, Director Anuga FoodTec. Technologieanbieter wie Siemens, ABB oder Rockwell Automation verbinden dafür Prozessdesign, Simulation und Anlagenbetrieb in durchgängigen digitalen Modellen. „Gerade in batchbasierten Prozessen, wie sie für die Lebensmittelindustrie typisch sind, entstehen dadurch neue Möglichkeiten, Produktionsabläufe virtuell zu testen und bereits vor dem realen Betrieb zu optimieren“, so Thiemann.

Simulation verlagert die Inbetriebnahme

Was häufig noch als reines IT-Thema wahrgenommen wird, entwickelt sich immer stärker zum operativen Werkzeug der Produktion – und verschiebt die Grenzen dessen, was im laufenden Betrieb möglich ist. Statt isolierter Maschinen entstehen integrierte Systeme, in denen Prozess-, Qualitäts- und Betriebsdaten zusammenlaufen. Deutlich wird das in der Anlagenplanung und Inbetriebnahme. Die Aussteller der Anuga FoodTec nutzen virtuelle Modelle, um Maschinen, Linien und Steuerungssysteme bereits vor der realen Installation vollständig abzubilden. Im Fokus steht dabei nicht nur die mechanische Auslegung, sondern vor allem das Zusammenspiel von Automatisierung, Software und Prozessführung.

„Im digitalen Raum lassen sich Steuerungslogiken, Bewegungsabläufe und Schnittstellen realitätsnah testen und schrittweise optimieren. Viele Arbeitsschritte, die bislang erst während der Inbetriebnahme auf dem Shopfloor möglich waren, werden damit in eine vorgelagerte virtuelle Phase verlagert“, bestätigt auch Carola K. Herbst, stellvertretende Geschäftsführerin des Fachzentrums Landwirtschaft und Lebensmittel der DLG.Gleichzeitig eröffnen sich neue Möglichkeiten, Bedienpersonal und Instandhaltungsteams bereits im virtuellen Modell auf reale Prozesse und Anlagen vorzubereiten.

Wie stark sich digitale Zwillinge derzeit weiterentwickeln, zeigt der Einsatz KI-gestützter Simulationsmodelle. Unternehmen wie Krones arbeiten gemeinsam mit Technologiepartnern an KI-Agenten, die physikalisch exakte Echtzeit-Simulationen mit Künstlicher Intelligenz verbinden. Ziel ist es, Produktionsabläufe nicht nur virtuell abzubilden, sondern Optimierungen automatisiert abzuleiten und auf reale Abfüllanlagen zu übertragen. „Mit den Agentic Digital Twins zeigen wir, dass Digitalisierung und KI nicht nur Vision sind, sondern heute schon konkrete Effizienzgewinne und nachhaltige Vorteile bringen“, erklärt Markus Tischer, Mitglied des Vorstands der Krones AG.

KI macht digitale Zwillinge handlungsfähig

Sichtbar wird der Nutzen solcher Systeme in der Getränkeproduktion, wo Abfüllgeschwindigkeiten, Flaschendesigns und Durchflussmengen sich gegenseitig beeinflussen und kontinuierlich die Prozessbedingungen verändern. Digitale Zwillinge ermöglichen es, diese Wechselwirkungen in Echtzeit zu simulieren, unterschiedliche Szenarien durchzuspielen und Auswirkungen von Parameteränderungen unmittelbar zu bewerten. Das gilt sowohl für Produktströme als auch für Reinigungsmedien. Dadurch lassen sich Produktionsprozesse dynamisch anpassen, Ressourcen effizienter einsetzen und die Prozessstabilität erhöhen.

In nur zwei Monaten gelang es Krones auf diese Weise, seine Simulationen von Maschinen und Anlagen grundlegend zu verbessern und die Effizienz der Getränkeproduktion auf eine neue Stufe zu heben. Krones spricht hier von „einen Durchbruch für die ganze Industrie“. Digitale Zwillinge mit Agenten-KI vereinen Simulation, Automatisierung und künstliche Intelligenz, um virtuelle Modelle von Maschinen, Anlagen oder Prozessen zu erstellen, die sich kontinuierlich selbst verbessern. „Unsere Lösung integriert KI-basierte High-End-Fluidsimulation in den digitalen Zwilling der Abfüllmaschine und eröffnet damit völlig neue Möglichkeiten der Prognose, Optimierung und Visualisierung“, betont Thomas Albrecht, Head of Simulation bei Krones.

Denn bisher erforderten digitale Zwillinge immer noch menschliche Entscheidungen und Eingriffe. Doch die neue Generation nutzt ihre Urteils-, Entscheidungs- und Handlungsfähigkeiten, um eigene Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeitdaten zu treffen. Ihre KI-Agenten simulieren Szenarien, reagieren auf Veränderungen und können automatisch Arbeitsabläufe auslösen. So lassen sich Automatisierungssysteme bauen, die eigenständig Verbesserungen erarbeiten, statt einfach nur den Ist-Zustand einer Anlage abzubilden.

Automatisierung wird vorausschauend

Einher damit geht die Weiterentwicklung klassischer Automatisierungssysteme. Während Dashboards und Leitsysteme lange vor allem der Visualisierung von Zuständen dienten, rücken modellbasierte und vorausschauende Systeme in den Mittelpunkt. Der digitale Zwilling geht dabei über klassisches Monitoring hinaus: Er verknüpft aktuelle Betriebsdaten mit Simulations- und Prognosemodellen und bildet das Verhalten von Anlagen und Prozessen dynamisch ab.

Besonders deutlich wird dieser Ansatz in der vorausschauenden Instandhaltung. Durch die kontinuierliche Auswertung von Zustandsdaten lassen sich Verschleißentwicklungen, Abweichungen im Anlagenverhalten oder kritische Prozesszustände frühzeitig identifizieren. Künstliche Intelligenz übernimmt dabei eine Schlüsselrolle: Sie erkennt Muster und Anomalien, die mit klassischen Methoden kaum erfassbar wären, und verknüpft diese mit physikalischen Modellen und Erfahrungswerten. Wartungsmaßnahmen erfolgen dadurch nicht mehr nach festen Intervallen, sondern auf Basis des tatsächlichen Anlagenzustands.

Gerade in komplexen Produktionsumgebungen mit vielen vernetzten Aggregaten vollzieht sich damit ein Übergang von der reaktiven Prozessüberwachung hin zu einer prädiktiven und zunehmend selbstoptimierenden Produktionssteuerung. Die Verbindung von Planung, Inbetriebnahme und Betrieb macht digitale Zwillinge zu einem zentralen Thema der Anuga FoodTec 2027. Sie werden damit zur Grundlage eines ganzheitlichen Produktionsverständnisses – und zu einem wichtigen Treiber der industriellen Transformation.

Diesen Artikel finden Sie in LT 6/2026 auf den Seiten 32 und 33.

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