1.
Graz, 21. Oktober 2022
DER DIGITALE ZWILLING ALS
REISEBEGLEITER IN DIE AGILE
HARDWARE ENTWICKLUNG

2.
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CAPGEMINI IST DAS GRÖßTE GLOBALE BERATUNGSUNTERNEHMEN
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DIE WELT DER HARDWARE VERÄNDERT SICH IN EINEM SCHNELLEN
TEMPO, FORDERT VON UNTERNEHMEN HOHE FLEXIBILITÄT
Verändernde
Kundenbedürfnisse
Das beschleunigte Tempo der
Digitalisierung der letzten Jahre
zusammen mit Trends wie Nachhaltigkeit
hat zu zahlreichen Veränderungen der
Verbraucherpräferenzen geführt, die sich
radikal auf die Produkte und
Dienstleistungen auswirken, die sie
konsumieren.
Erhöhte Arbeitsflexibilität
Die digitale Transformation des Arbeitsplatzes
und der zunehmende Mangel an qualifizierten
Arbeitskräften tragen dazu bei, den höheren
Bedarf an mehr Autonomie und Flexibilität bei
der Arbeit zu beeinflussen. Die Menschen
wollen einen Arbeitsplatz, der zu ihrem Image
passt, nicht umgekehrt.
In einer Gesellschaft, in der hybride und
Remote-Arbeit die neue Normalität ist, werden
sich die geografischen Grenzen ändern.
Neue Technologien
Sie stellen den Status quo in Frage
und geben uns neue Wege, um
Kunden, Gesellschaft, Mitarbeitern
und Partnern kontinuierlich Wert zu
bieten.
Wichtige Trends sind 5G, 3D-Druck,
Augmented Reality und KI-
Technologie.
Nachhaltige Organisationen &
Arbeitsstile
Verbraucher und Aktionäre sensibilisieren
zunehmend für die soziale und ökologische
Verantwortung, die Unternehmen haben.
Unternehmen müssen handeln und ethischer
werden, um von den Kunden akzeptiert zu werden.
Nachhaltigkeit ist nicht mehr nur eine Strategie
nebenbei; Mitarbeiter und Gesellschaft erwarten
von Unternehmen Nachhaltigkeit von innen und
außen.
Komplexe Ökosysteme und
verteilte Organisationen
Organisationen werden immer mehr
über Raum und Entitäten verteilt und
schaffen komplexe Ökosysteme von
Mitarbeitern, Freiberuflern, Kunden und
Lieferanten.
Was wir nicht wissen
Einige Trends sind uns bekannt, aber
was noch wichtiger ist, sind die
Trends, die wir noch nicht gesehen
haben, die Unternehmen in Zukunft
prägen werden.
Niemand weiß, was das nächste
Covid-19 sein wird, aber es ist
sicherer denn je, dass wir uns auf das
Unbekannte vorbereiten müssen.

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Die schnelle iterative
Entwicklung hat auf der Reise zur
Hardware einen gewissen
Roadblock erreicht

5.
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SCHNELLE ITERATIVE ENTWICKLUNG EINGESCHRÄNKT MÖGLICH, DA
PHYSIKALISCHE MASSE SICH SCHWER VERÄNDERN LÄSST
Flexibility
Progress
Konzeptphase
Hardware
Entwicklung
Software
Entwicklung
Integration
Freeze Freeze Freeze

6.
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DIE VUCA WELT VERLANGT NACH HOHER FLEXIBILITÄT AUF ALLEN
EBENEN DER INTEGRATIVEN PRODUKTENTWICKLUNG
Flexibility
Progress
Konzeptphase
Hardware
Entwicklung
Software
Entwicklung
Integration
Integrative Produktentwicklung

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DIGITAL TWIN UND MBSE ALS TECHNOLOGIEN ZUR VIRTUALISIERTEN
PRODUKTENTWICKLUNG LÖSEN DAS PROBLEM
Digitaler Zwilling
Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines physischen Systems. Er etabliert einen geschlossenen
Ansatz zur Erschließung von Werten, bringt Synergien zwischen Daten, Technologien und Geschäftsprozessen.
Durch die Fähigkeit, Fragen wie "Was ist das Beste?", "Was wäre wenn...?" und "Was nun?" zu beantworten, kann ein
digitaler Zwilling nicht nur Transparenz darüber geben, wie dynamische, reale Systeme derzeit funktionieren, und
vorschlagen, wie sie verbessert werden können, sondern auch vorhersagen, wie sie sich in verschiedenen Szenarien
verhalten werden.
MBSE: Model-Based Systems Engineering
Ersetzen Dokumente durch Systeme und Visualisierungen. Durch MBSE wird die Beherrschung von wachsender
Systemkomplexität und Interdisziplinarität von Systemen mithilfe von durchgängigen Prozessen, Methoden und Tools
ermöglicht. Es wird eingesetzt, um Inkonsistenzen von klassischen dokumentenbasierten Systems Engineering zu
begegnen (zB. mangelnde Nachverfolgbarkeit).

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MBSE ÜBERTRÄGT DIE TRADITIONELLE DOKUMENTANSICHT IN EINE
MODELL BASIERTE ANSICHT
Document based
Systems Engineering
▪ Keine zentrale Informationsplattform
▪ Keine Rückverfolgbarkeit und
Datenkonsistenz
▪ Keine Verbindungen zwischen
Dokumenten
▪ Schwierige Wirkungsanalyse bei
Änderungen
▪ Hoher manueller Aufwand
Model based
Systems Engineering
Ersetzen von Dokumenten
mit Systemmodellen
Systemmodell (SysML)
als zentrales
Informationselement
Bilaterale Rückverfolgbarkeit
von den Anforderungen bis
zum funktionalen, logischen
und physikalischen Design
(RFLP)
Wirkungsprüfung geänderter
Anforderungen
Simulation und virtuelle
Tests basierend auf
verbundenen Modellen
Verbesserte Kommunikation
zwischen allen Stakeholdern
basierend auf mehreren
Perspektiven des Modells
Bilaterale Rückverfolgbarkeit
von den Anforderungen bis zur
Validierung

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MODELLE SIMULIEREN UND TESTEN DAS SYSTEMVERHALTEN
VIRTUELL IN JEDEM TEIL DES ENTWICKLUNGSPROZESSES
V-Model mit MBSE
EE
Software
Mechanik
Systemanforderungen
Systemarchitektur
System
Entwurf
Service
Modellierung und Modellanalyse
Agile Systementwicklung
basierend auf virtuellen Tests &
Simulationen
des Systemverhaltens
Validierung
Integration
und Test
Bilaterale
Rückverfolgbarkeit von
den Anforderungen bis
zur Validierung
Entwicklung

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DIE VIRTUALISIERUNG ERMÖGLICHT EINE AGILE ENTWICKLUNG VON
HARDWARE KOMPONENTEN AUF SYSTEMEBENE
10%
90%
Virtuelle Entwicklung Physische
Entwicklung
Details virtuelle Entwicklung Details physische Entwicklung
Simplifizierung der Entwicklung durch integrativem System & Component layer
Dezentrales, asynchrones Arbeiten durch unabhängigen Zugriff auf Modelle
Synchrone Lieferung von Hardware, Software & Mechanik in kurzen Iterationen
Tests und Validierung können direkt in der Entwicklungsumgebung durchgeführt
werden
Deployment von Komponenten ins „System of System“ des Kunden direkt und on-
demand möglich
Physische Herstellung durch flexible Technik
wie 3D Druck
Compliance relevante Validierungen
teilweise vorgeschrieben
Kunden arbeiten oftmals noch nach der
Sample Logik
Durchführung von Tests, welche nicht
simuliert werden können
Vorhaben für SoP Muster oftmals physisch
notwendig für Zulieferer

12.
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DAS DIGITAL TWIN ÖKOSYSTEM KANN EINER GEMEINSAMEN
PROZESSLANDSCHAFT ZUGEORDNET WERDEN
Digitaler Zwillingsort in der Prozesslandschaft
Von der Bestellung bis zur Lieferung
Von der Übernahme bis zum End
of Life
Managementprozess: Produktstrategie und Projekte verwalten
Kernprozess: Von der Idee zur Marktreife
Level 1
Production
process:
Product
life cycle:
Digital Twin Operations
Digital Twin industrial System Planning
Digital factory
planning
Digital
Simulation
Prüfung,
Zertifizierung
Digitale
Fahrzeugentwicklung
Digital Twin Product development Digital Twin Order
Digital Twin Instance
Digital factory
operations
Industrieller digitaler Zwilling
Product Digital Twin
Order Delivery
Build End of life
Lifecycle Twin

13.
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DIGITALE ZWILLINGE UND MBSE VERBESSERT DIE PRODUKTQUALITÄT
UND REDUZIERT DIE ENTWICKLUNGSZEIT UND -KOSTEN
▪ Bidirektionale Rückverfolgbarkeit ermöglicht
automatische Wirkungsprüfung geänderter
Anforderungen
▪ MBSE bietet die Möglichkeit, das Systemverhalten
virtuell zu simulieren und zu testen, um eine agile
Systementwicklung zu ermöglichen
▪ Das Systemverhalten ist vor der Integration
bekannt
▪ Frühzeitige und kontinuierliche Verifizierung von
Anforderungen führen zu frühzeitiger
Fehlererkennung und Risikominderung
▪ Bidirektionale Rückverfolgbarkeit ermöglicht
Einhaltung von Standards
Verbesserte Produktqualität
Reduzierte Entwicklungszeit
▪ Klar definierte und modellierte Schnittstellen von
Systemen und Subsystemen
▪ Modelle können aus mehreren Perspektiven in
interdisziplinären Entwicklungsteams betrachtet
werden
Verbesserte Zusammenarbeit
▪ Reduzierte Entwicklungszeit führt direkt zu
reduzierten Entwicklungskosten
▪ Wiederverwendung von
Anforderungsarchitektur
▪ Wiederverwendung von Systemarchitektur
▪ Plattform Entwicklung kann für alle Domänen
realisiert werden
Reduzierte Entwicklungskosten

14.
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UM MBSE UND DIGITAL TWIN DEVELOPMENT UMSETZEN ZU KÖNNEN,
BENÖTIGT ES AUCH DIE RICHTIGEN TOOLS
Demonstrating new technologies on a real life example

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SYSTEMS THINKING JOURNEY
Camp
Summit
Basecamp
Heaven
3) Harmonisierte Arbeitsweise
Die Prozesse, Methoden und Werkzeuge sind
etabliert und befähigt. Das Modell entspricht der
Spezifikation.
1) Gemeinsames Verständnis
Innere Qualität, einheitliche Formulierung und
kontextuelles Denken rücken in den Vordergrund. Das
Modell unterstützt die Kommunikation.
2) Harmonisierte Sprache
Die Bedeutungen der Basisentitäten und Beziehungen
der Abstraktionsschichten sind wohlbegründet. Das
Metamodell ermöglicht eine nachvollziehbare
Entwicklung
Gemeinsames Denken und Entwickeln
der Organisation und ihrer Produkte
entlang eines agilen Modells
AGILE PRODUCT DEVELOPMENT JOURNEY

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DIE WELT VERÄNDERT SICH IN EINEM EXPONENTIELLEN TEMPO,
FORDERT VON UNTERNEHMEN HOHE FLEXIBILITÄT UND SPEED
Verändernde
Kundenbedürfnisse
Das beschleunigte Tempo der
Digitalisierung der letzten Jahre
zusammen mit Trends wie Nachhaltigkeit
hat zu zahlreichen Veränderungen der
Verbraucherpräferenzen geführt, die sich
radikal auf die Produkte und
Dienstleistungen auswirken, die sie
konsumieren.
Erhöhte Arbeitsflexibilität
Die digitale Transformation des Arbeitsplatzes
und der zunehmende Mangel an qualifizierten
Arbeitskräften tragen dazu bei, den höheren
Bedarf an mehr Autonomie und Flexibilität bei
der Arbeit zu beeinflussen. Die Menschen
wollen einen Arbeitsplatz, der zu ihrem Image
passt, nicht umgekehrt.
In einer Gesellschaft, in der hybride und
Remote-Arbeit die neue Normalität ist, werden
sich die geografischen Grenzen ändern.
Neue Technologien
Sie stellen den Status quo in Frage
und geben uns neue Wege, um
Kunden, Gesellschaft, Mitarbeitern
und Partnern kontinuierlich Wert zu
bieten.
Wichtige Trends sind 5G, 3D-Druck,
Augmented Reality und KI-
Technologie.
Nachhaltige Organisationen &
Arbeitsstile
Verbraucher und Aktionäre sensibilisieren
zunehmend für die soziale und ökologische
Verantwortung, die Unternehmen haben.
Unternehmen müssen handeln und ethischer
werden, um von den Kunden akzeptiert zu werden.
Nachhaltigkeit ist nicht mehr nur eine Strategie
nebenbei; Mitarbeiter und Gesellschaft erwarten
von Unternehmen Nachhaltigkeit von innen und
außen.
Komplexe Ökosysteme und
verteilte Organisationen
Organisationen werden immer mehr
über Raum und Entitäten verteilt und
schaffen komplexe Ökosysteme von
Mitarbeitern, Freiberuflern, Kunden und
Lieferanten.
Was wir nicht wissen
Einige Trends sind uns bekannt, aber
was noch wichtiger ist, sind die
Trends, die wir noch nicht gesehen
haben, die Unternehmen in Zukunft
prägen werden.
Niemand weiß, was das nächste
Covid-19 sein wird, aber es ist
sicherer denn je, dass wir uns auf das
Unbekannte vorbereiten müssen.

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DER DIGITALE ZWILLING IST DER
PERFEKTE BEGLEITER AUF DER
REISE ZUR AGILEN HARDWARE
ENTWICKLUNG

18.
VIELEN DANK!
Ing. Dominic Runge, M.Sc.
Manager | Workforce & Organization
Capgemini Invent Austria