Digitale Zwillinge

Wir lieben Technik – und wir möchten diese so einfach wie möglich erlebbar machen. Was eignet sich da besser, als komplexe Dinge so umzugestalten, dass die Komplexität für uns (oder dem Endanwender) gar nicht erst sichtbar wird? Mit digitalen Zwillingen wird genau das erreicht: Komplex abstraktes wird natürlich greifbar. Und das ist der Inhalt dieses Beitrags: Digitale Zwillinge verstehen und am Beispiel lernen, wie diese einfach eingesetzt werden können.

Die Liste positiver Eigenschaften digitaler Zwillinge ist lang – sehr häufig sind die folgenden genannt:

• Digitale Zwillinge erlauben die Simulation der Realität – damit lassen sich Szenarien berechnen, die ohne diese Technologie nicht (oder nur mit deutlich mehr Aufwand) berechenbar wären.
• Digitale Zwillinge sind eine virtuelle Abbildung der Realität – wir müssen also nicht mehr vor Ort sein, um ein reales Objekt anzuschauen und zu untersuchen.
• Digitale Zwillinge sind natürlicherweise sehr benutzerfreundlich, da wir die Interaktion und Gestalt der realen Entsprechung aus dem täglichen Leben kennen.

Der zuletzt aufgeführte Aspekt ist sehr wichtig – die Vereinfachung, die ein digitaler Zwilling im Sinne von Benutzerschnittstelle für uns Menschen erwirkt, kann gewaltig sein. Die Handhabung einer Situation (bspw. die Integration einer Solaranlage in die Energienutzung eines Haushalts) per digitalem Zwilling wird für jedermann greifbar und bedienbar. Ohne uns in Abstraktion zu verlieren und uns „künstliche Benutzerschnittstellen“ ausdenken zu müssen, kann der Endbenutzer mit dem digitalen Zwilling umgehen.

Noch zu weit weg, zu abstrakt? Durch diesen Beitrag begleitet uns metergrid, die den digitalen Zwilling einsetzen, um einfache Benutzerschnittstellen zu ermöglichen und reale Komplexität zu bewältigen.

Mieterstrom mit metergrid – gut für alle!

metergrid bringt Ordnung in die Kommunikation zwischen Stromverbrauchern und Stromerzeugern. Das wird insbesondere dann interessant, wenn der heute noch typische Standard „Mieter bezieht Strom von einem Energieversorger“ durch effizientere Szenarien bspw. mit Solaranlagen ersetzt wird. Denn dann wird das öffentliche Stromnetz nicht mehr belastet. Doch die Abrechnung wird durch sich häufig ändernde Gesetze erschwert, weshalb die Nutzung ohne metergrid nicht einfach so machbar ist. Auf der anderen Seite ergibt sich die Möglichkeit bspw. für Vermieter, neue Geschäftsmodelle (durch eigenen Stromverkauf bspw.) umzusetzen.

Mithilfe digitaler Zwillinge können alle Aspekte so miteinander verbunden werden, dass alle profitieren:

• Mieter bekommen neben einem besonders günstigen und umweltschonenden Stromtarif einen individuell auf sie zugeschnittenen Blick auf ihre Wohnung, ihre Ladestation (für Elektrofahrzeuge) und ihren Verbrauch. Der digitale Zwilling von metergrid schafft so eine sofort verständliche Sicht auf das, was wichtig ist.
• Vermieter können mit der Simulation von Verbrauchsszenarien Mietern die kostengünstigste Variante anbieten, oder diese sogar automatisiert auswählen lassen. Typische Fragestellungen beinhalten bspw.: „Wann soll ich mein Elektroauto laden?“
• Die Abrechnung zwischen Mieter und Vermieter lässt sich tagesaktuell gestalten. Sowohl Mieter als auch Vermieter können Abschläge auf Basis tagesaktueller Nutzungsdaten anpassen, sodass sich weder hohe Überschüsse noch Nachzahlungen aufsummieren.

Komplexität durch Vielfalt

Zwischenfrage: Ist die Change-Kurve aus dem Bereich Change-Management bekannt? Wie bei so vielen Ideen und Ansätzen ist jetzt erst mal das Tal der Tränen dran.

Was sich auf den ersten Blick verlockend und einfach anhört, erfordert Durchhaltevermögen in der Umsetzung. Viele Datenquellen, die in unterschiedlichster Beziehung zueinanderstehen, müssen berücksichtigt werden: Stromzähler mit Zählernummer, Zählerstand sowie Zählerplätze mit detaillierteren Angaben wie Stockwerk und Wohnungsnummer. Dann werden einzelne Mieter eines Mehrparteienhauses unterschiedliche Verträge mit unterschiedlichen Stromerzeugern und Abrechnungszeiten bzgl. der Stromabrechnung und -nutzung haben (und wollen). Die EEG-Umlage, die Umsatzsteuer und diverse andere Umlagen tragen nicht zur Vereinfachung bei. Haben wir uns zu viel vorgenommen?

Punkten durch Modularisierung

Genau da greift die Stärke digitaler Zwillinge an. Es sind stets Abstraktionen und die Aufteilung in stabile Komponenten, die es uns ermöglichen, schwierige Sachverhalte besser zu verstehen und umzusetzen. Im vorliegenden Beispiel mit metergrid liegt die Schwierigkeit in der Datenvielfalt, deren Zusammenhänge und unterschiedlichen Berechnungen. Diese sollen den Mietern zur Verfügung gestellt werden. Unser Ansatz ist es, zunächst eine Abstraktionsebene zu finden, auf der die Zusammenhänge einfach dargestellt werden können. Und das, ohne die zuvor genannten Details noch sichtbar zu machen. Das Stichwort ist Modularisierung, welches ein bekanntes Vorgehen ist und auch bei digitalen Zwillingen zur Anwendung kommt.

Vorteile von digitalen Zwillingen

Digitale Zwillinge verbinden Datenmodell, Algorithmen und Schnittstellen – und setzen diese gekonnt mit der Realität und deren Objekten in Verbindung. Dadurch wird die Interaktion für uns Menschen mit digitalen Zwillingen einfach: Denn die realen Objekte kennen wir genau. Wenn durch oder mit dem digitalen Zwilling passende Stromabrechnungen erstellt werden, ist das nachvollziehbar. Fachlich sinnvolle Interaktionen sind einfach darstellbar und auch für Laien im Stromzuordnungs- und Abrechnungsbereich verständlich.

Abbildung 1: Digitale Zwillinge überall

Solarstrom einfach nutzen

Ein digitaler Zwilling besteht also aus verschiedenen Modulen bzw. Softwarekomponenten: einem digitalen Modell, einer Analyse-Software, Datenbanken, Schnittstellen und grafischen Oberflächen. Das Besondere ist die Sammlung und Verarbeitung unterschiedlicher Daten – im Fall von metergrid u.a. Stromverbräuche, die Konfiguration entsprechender Datenquellen (Zähler) und Stromerzeuger. Da Daten vergleichsweise kontinuierlich erhoben werden können, lassen sich die Kosten für Verbraucher zu jeder Zeit genau beziffern. Das ist abhängig davon, welcher Stromerzeuger genutzt wird. Entsprechend genau und flexibel ist die Rechnungsstellung. Einfach lässt sich feststellen, dass bei schönem Wetter der Solarstrom bspw. günstiger ist als regulärer Strom.

Digitale Zwillinge haben Grenzen…

Die Visualisierung digitaler Zwillinge verleitet dazu, die dahinterliegende Komplexität (Datenquellen, Querverbindungen, …) zu übersehen. Und es gibt Themen, die besser klassisch – etwa als eigenständige Funktionen – abzubilden sind: Gesetzliche Regularien können hierzu ein Beispiel sein: Denn diese ändern sich häufig (wie die EEG-Umlage) – und wollen daher evtl. außerhalb des digitalen Zwillings angewendet werden, damit das Verhalten des digitalen Zwillings stabil bleibt.

…und Potenziale

Nicht oft genug kann die Attraktivität digitaler Zwillinge genannt werden. Die realitätsnahe Verbindung von Daten, Funktionen und Benutzerschnittstelle kommt allen zugute. Hersteller wie metergrid orientieren sich an existierenden Szenarien. Endbenutzer bekommen einen natürlichen, realitätsnahen Zugang zur angebotenen Software. Gleichzeitig kann der Hersteller Zukunftsszenarien simulieren und damit weitere Mehrwerte schaffen. Bspw. wenn auch wir Verbraucher als digitaler Zwilling verstanden und simuliert werden. Dann kann auf Basis von Simulationen des gesamten Szenarios (möglich, da die Beteiligten als digitale Zwillinge zur Verfügung stehen) Energie rechtzeitig bereitgestellt werden, um bspw. Lastspitzen kostengünstig abzufedern.

Fazit

Digitale Zwillinge regen die Fantasie an – wie auch die der Autoren dieses Beitrags. Vieles ist möglich – die Chancen, die sich durch digitale Zwillinge ergeben, können nicht ignoriert werden. Doch weder ist das Konzept neu, und weder Standardsoftware noch Standardvorgehen existieren bereits für jede Branche. Manche Branchen sind eben weiter (siehe bspw. die Asset Administration Shell) als andere. Für uns steht fest, dass die Konzepte rund um die digitalen Zwillinge Bestand haben werden und schon heute beim Bau jeglicher Software betrachtet werden sollten!