Mithilfe von digitalen Zwillingen werden neuartige holistische Analysen der maritimen Energiesysteme ermöglicht. Dabei wird u.a. das Betriebsverhalten eines Schiffes sensorisch erfasst und kontinuierlich mit validierten Simulationen abgeglichen, um Anomalien zu identifizieren und die Effizienz zu optimieren.
Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Repräsentation eines physischen Objekts oder Systems. Die Verwendung von digitalen Zwillingen in der maritimen Industrie trägt dazu bei, die Produktqualität, die Kosten und die Flexibilität während der Produktentwicklung sowie dem Betrieb moderner Schiffssysteme zu verbessern. Digitale Zwillinge können als virtuelles Schiff zur Wirtschaftlichkeitsbewertung eingesetzt werden, indem Sensor-Daten aus verschiedenen Quellen integriert werden. Diese Integration ermöglicht es, den Zustand des Schiffes in Echtzeit zu überwachen, Leistungsanalysen und Risikobewertungen für den Schiffsbetrieb zu erstellen sowie auf Basis von Simulationen den Schiffsbetrieb zu bewerten.
Physics-based Modellierung nutzt physikalische Gesetze, um das Verhalten maritimer Systeme zu beschreiben. Data-driven Modellierung hingegen verwendet maschinelles Lernen und statistische Methoden, um Muster in Daten zu erkennen, die für Vorhersagen und Analysen genutzt werden können. Simulationen ermöglichen darüber hinaus das Testen und Analysieren verschiedener Szenarien, ohne reale Systeme zu gefährden. Durch Validierung wird überprüft, ob Modelle und Simulationen korrekt sind und die Realität genau abbilden. Die darauf aufbauende Optimierung verbessert die Leistung oder Effizienz maritimer Systeme. Um jeweils die Ergebnisse der vorherigen Prozessschritte darzustellen und zu interpretieren, ist eine anwendungsorientierte Visualisierung notwendig.
Der digitale Zwilling eines Schiffes erfordert ein umfassendes Datenmanagement, um eine Vielzahl von Sensordaten zu erfassen, zu speichern und zu verwalten. Diese Daten werden dann verarbeitet und analysiert. Die sichere, robuste und bedarfsgerechte Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen zum Datenaustausch über weite Strecken ist für den Schiffsbetrieb von sehr großer Bedeutung. Technologien zur Kommunikation über Satelliten ermöglichen eine kontinuierliche und zuverlässige Übertragung großer Datenmengen zwischen dem physischen Schiff und seinem digitalen Zwilling. Hierbei sind frühzeitig auch Aspekte der Datensicherheit und der Datenintegrität zu beachten.
