Industrial Metaverse: Wie Unternehmen durch vernetzte Prozesse und digitale Zwillinge profitieren

Stellen Sie sich vor, Sie könnten Ihre Produktionsprozesse in einer virtuellen Welt optimieren, Produkte entwickeln, bevor sie physisch existieren, und globale Teams in einer einzigen, digitalen Umgebung zusammenbringen. Klingt nach Science-Fiction? Ist es aber nicht! Das Industrial Metaverse revolutioniert bereits heute die Art und Weise, wie Unternehmen arbeiten, Innovationen vorantreiben und wachsen. Dabei geht es nicht nur darum, Produkte oder Produktionsprozesse in eine virtuelle Welt zu übertragen, sondern vielmehr um die ganzheitliche Verschmelzung physischer und digitaler Ebenen. Im Industrial Metaverse können Unternehmen intelligente Produktionsanlagen aufbauen, Abläufe simulieren und Innovationen rasch erproben.

In diesem Blogbeitrag werfen wir einen genaueren Blick auf die Funktionsweise und das Potenzial des Industrial Metaverse und erläutern, wie der strategische Einsatz der Technologie Unternehmen hilft, ihre Produktentwicklung effizienter und kollaborativer zu gestalten.

Was ist das Industrial Metaverse?

Der Begriff „Metaverse“ ist vor allem durch Virtual-Reality-Anwendungen und Spieleplattformen bekannt geworden. Für die Industrie ist das Metaverse eine virtuelle Umgebung, in der reale Maschinen, Anlagen oder sogar komplette Fabriken mithilfe digitaler Zwillinge abgebildet werden. Nutzer können sich darin per Avatar bewegen, Live-Daten von Sensoren abrufen und Zusatzinformationen wie Notizen, Markierungen oder Video-Streams einblenden. Diese Umgebungen können je nach Anwendungsfall detailgetreu oder nur vereinfacht gestaltet sein und bieten eine nahtlose Verknüpfung mit der physischen Realität.

Zentrales Element ist dabei die Verbindung von Augmented Reality (AR), IoT (Internet of Things), Simulationen, künstlicher Intelligenz (KI) und 3D-Scans zu einer interaktiven Plattform, die reale Prozesse und Daten abbilden oder rein virtuell simulieren kann – und das in Echtzeit. So wird das Metaverse zum „nächsten Schritt“ in Sachen Digitalisierung und Online-Kollaboration: Es entsteht ein rentables Ökosystem, das nicht nur der reinen Simulation dient, sondern konkrete Mehrwerte für Wartung, Entwicklung, Schulung oder Optimierung von industriellen Prozessen schafft.

Ziel ist es, alle relevanten Daten und Systeme innerhalb einer digitalen Plattform nahtlos zu integrieren. Auf diese Weise können verschiedene Bereiche eines Unternehmens – von F&E (Forschung und Entwicklung) über Fertigung und Logistik bis hin zu Vertrieb und Marketing – zusammenarbeiten, Daten austauschen und auf Probleme reagieren, ohne erst physische Prototypen bauen oder langwierige Abstimmungsprozesse durchlaufen zu müssen.

Potenziale des Industrial Metaverse für Unternehmen

Plattformen wie NVIDIA Omniverse, Siemens, Dassault Systèmes oder Visual Components bieten die entsprechenden Voraussetzungen, die nötig sind, um das Industrial Metaverse Wirklichkeit werden zu lassen. Dazu zählen folgende Merkmale:

Echtzeit-Kollaboration

Mehrere Anwender – Ingenieure, Designer, Programmierer und andere Fachleute – können simultan an demselben 3D-Projekt arbeiten. Die Plattform stellt eine gemeinsame Datenbasis bereit, inklusive Versionsverwaltung, Live-Updates und nahtloser Integration verschiedener Softwarelösungen (z. B. Autodesk, Siemens, Dassault Systèmes).

Keine langwierigen Abstimmungen mehr: Änderungen werden in Echtzeit synchronisiert, sodass Iterationen schneller und Fehlkommunikation minimiert werden.
Standortunabhängiges Arbeiten: Teams weltweit können gemeinsam an Projekten arbeiten – ideal für global operierende Unternehmen.
Offene Schnittstellen & Interoperabilität: Die Plattform verbindet heterogene Softwarelandschaften und erleichtert die Integration bestehender Systeme.

Physikalisch korrekte Simulationen

Um physikalisch korrekte Darstellungen zu erzeugen, müssen Lichtverhältnisse, Materialeigenschaften, Kollisionen und dynamische Effekte so realitätsnah wie möglich simuliert werden können.

Weniger physische Prototypen: Unternehmen können digitale Zwillinge nutzen, um Produkte virtuell zu testen und zu optimieren.
Risikominimierung: Frühzeitige Identifikation von Designfehlern reduziert Kosten und verhindert teure Nachbesserungen.
Optimierung von Produktionsprozessen: Abläufe können simuliert und verbessert werden, bevor sie in der realen Fabrik umgesetzt werden.

Diese beiden Hauptmerkmale – Echtzeit-Kollaboration und physikalisch korrekte Simulationen – machen Metaverse-Plattformen besonders attraktiv für Unternehmen, die komplexe Produkte oder Systeme entwickeln und dabei auf schnelle Iterationszyklen angewiesen sind. Anstatt kostspielige physische Prototypen zu bauen, lassen sich digitale Zwillinge erstellen, testen und kontinuierlich verbessern. Das führt nicht nur zu einer deutlich effizienteren Produktentwicklung, sondern auch zu einer höheren Qualität und geringeren Markteinführungszeiten.

Hier sind die wichtigsten Vorteile des Industrial Metaverse für Unternehmen im Überblick:

Beschleunigte Produktentwicklung

Die direkte Zusammenarbeit mehrerer Teams in einem digitalen Arbeitsraum verkürzt Feedback-Schleifen erheblich. Ingenieure können neue Komponenten entwickeln, während Designer gleichzeitig am Look & Feel arbeiten und Vertriebs- oder Marketingteams bereits virtuell testen, wie sich das Produkt später präsentieren lässt. Fehlt es an wichtigen Daten oder treten Fehler in der Konstruktion auf, kann dies sofort erkannt und gemeinsam behoben werden. Unternehmen sparen dadurch Zeit und somit auch Kosten.

Höhere Qualität durch realistische Tests

Realitätsnahe Simulationen ermöglichen es, Produkte und Komponenten in virtuellen Umgebungen unter verschiedenen Bedingungen zu testen. Das umfasst Temperaturverhalten, Materialermüdung, Verschleiß oder Interaktionen mit anderen Bauteilen. Ein solcher „Stresstest“ im digitalen Raum identifiziert frühzeitig Schwachstellen, die in einem echten Prototyp erst zu einem späteren Zeitpunkt auffallen würden – oder im schlimmsten Fall erst nach der Markteinführung.

Nahtlose Integration bestehender Workflows

Plattformen wie Omniverse bieten Schnittstellen zu gängigen Branchen-Tools, etwa zu CAD-, Simulations- und Datenanalyse-Plattformen. Dies erleichtert die nahtlose Einbindung in bereits bestehende Workflows. Ingenieure müssen keine komplett neuen Arbeitsweisen erlernen, sondern können ihre gewohnten Tools weiterhin nutzen, während die Daten in der gewählten Metaverse-Umgebung für den digitalen Zwilling zusammenlaufen.

Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz

Indem physische Prototypen reduziert und Produktionsprozesse besser geplant werden, können Unternehmen Material einsparen und den Energieverbrauch senken. Auch Lieferketten lassen sich mithilfe der im Industrial Metaverse gewonnenen Erkenntnisse effizienter gestalten. Die Optimierung von Logistikrouten oder die genaue Abstimmung von Produktionstakten führt zu weniger Ressourcenverschwendung und niedrigeren Kosten.

Verbesserte Kommunikation und Schulung

Ein großer Mehrwert liegt auch im Wissens- und Erfahrungsaustausch innerhalb des Unternehmens. Neue Mitarbeiter können virtuell geschult werden, indem sie zum Beispiel einen digitalen Zwilling einer Produktionsanlage im Detail kennenlernen. Auch komplexe Montageabläufe lassen sich vorab virtuell trainieren, was Einarbeitungszeiten verkürzt und das Risiko von Bedienfehlern minimiert. Zudem können Abteilungen, die in unterschiedlichen Regionen sitzen, ihre Zusammenarbeit stärken, indem sie sich in einer geteilten, immersiven Arbeitsumgebung treffen.

Wie nutze ich das Industrial Metaverse im Produktentstehungs- und Produktionsprozess?

Plattformen wie NVIDIA Omniverse, Siemens, Dassault Systèmes oder Visual Components bieten die Möglichkeit, den gesamten Lebenszyklus von Produkten und Anlagen digital abzubilden und zu optimieren, was zu einer effizienteren und nachhaltigeren Produktion führt. Insbesondere im Produktentstehungsprozess bietet eine solche Plattform großes Potenzial. Wie kann ein Unternehmen konkret vorgehen, um das Industrial Metaverse für seinen Produktentstehungsprozess zu nutzen? Der Prozess lässt sich grob in sechs Schritte gliedern:

1. Anforderungen definieren und Datenquellen identifizieren

Am Anfang steht eine klare Zielsetzung: Welche Daten sollen in das Industrial Metaverse eingespeist werden, und welche Fragen sollen damit beantwortet werden? Häufig beginnt es mit CAD-Daten bestehender Produkte oder Maschinen sowie mit Produktions- und Sensordaten aus IoT-Geräten. Unternehmen sollten zunächst eine Bestandsaufnahme machen, welche Datenquellen es bereits gibt – und welche Tools und Systeme dafür genutzt werden.

2. Digitale Zwillinge erstellen

Sobald klar ist, welche Bauteile und Prozesse digital abgebildet werden sollen, geht es an die Modellierung. Hier kommen CAD-Modelle ins Spiel, die in die Entwicklungsumgebung importiert und gegebenenfalls mit physikalischen Parametern versehen werden. Dabei ist eine enge Abstimmung mit den Entwicklungs- und Konstruktionsabteilungen wichtig. Die digitalen Zwillinge können so detailliert sein, wie es der Anwendungsfall erfordert – von groben Übersichtsmodellen bis hin zu hochkomplexen Baugruppen mit feinsten Details.

3. Kollaborative Entwicklung in Echtzeit

Während Ingenieure die Konstruktion anpassen, können andere Teammitglieder sofort Feedback geben oder selbst Änderungen vornehmen. Über Chat- oder Audio-Funktionen lassen sich Fragen klären, ohne den digitalen Raum zu verlassen. Jeder Arbeitsschritt wird automatisch dokumentiert und versioniert, was den Überblick über den Entwicklungsfortschritt erleichtert.

4. Simulation und Validierung

Sobald erste Entwürfe stehen, kommen die Simulationsfunktionen zum Einsatz. Durch physikalisch korrekte Darstellungen lassen sich mechanische Belastungen, thermische Bedingungen oder sogar Strömungsdynamiken simulieren. Das Team kann verschiedene Szenarien durchspielen und validieren, ob die Konstruktionen den Anforderungen standhalten. So lassen sich potenzielle Probleme frühzeitig aufdecken – lange bevor ein physischer Prototyp gebaut wird.

5. Iteration und Feedback-Schleifen

In vielen Unternehmen verlaufen Produktentwicklungen iterativ. Das heißt, nach einer ersten Validierung folgen weitere Entwicklungszyklen, um Details zu verfeinern und Fehler zu beheben. Die auf der Simulationsplattform abgebildeten Änderungen stehen sofort allen Beteiligten zur Verfügung, wodurch Iteration und Feedback ohne Zeitverlust stattfinden. Entscheider können sich beispielsweise schon im frühen Stadium von der Machbarkeit neuer Features überzeugen oder alternative Designs testen.

6. Übergang in die reale Produktion

Sind die digitalen Zwillinge und Simulationen abgeschlossen, geht es an die Umsetzung in der physischen Welt. Die Ergebnisse aus den Simulationen können dabei helfen, Produktionsschritte zu optimieren und Montageabläufe zu definieren. Daten aus der realen Produktion – etwa Qualitätskontrollen oder Sensordaten von Maschinen – können wieder zurück in das System fließen und somit für kontinuierliche Verbesserungen genutzt werden.

Beispiele aus der Praxis

Um die Bedeutung des Industrial Metaverse für den Produktentstehungsprozess zu verdeutlichen, lohnt ein Blick auf einige konkrete Anwendungsfelder:

Automobilindustrie: Hier werden komplette Fahrzeugmodelle mithilfe von Industrial-Metaverse-Lösungen simuliert, um Aerodynamik und Crash-Sicherheit virtuell zu testen. Auch die Abstimmung zwischen Zulieferern und OEMs (Original Equipment Manufacturers) lässt sich über eine geteilte Plattform effizienter gestalten.
Maschinen- und Anlagenbau: Große Fertigungsanlagen können in Echtzeit visualisiert werden. Servicetechniker und Ingenieure nutzen dabei digitale Zwillinge, um Wartungsarbeiten zu planen und Ausfallzeiten zu reduzieren.
Elektronikbranche: Bei komplexen Geräten wie Smartphones oder Drohnen ermöglicht die Metaverse-Technologie eine feingliedrige Konstruktion und Simulation von Bauteilen. Wärmeentwicklung und Materialermüdung lassen sich noch vor der Serienproduktion untersuchen.
Architektur und Bau: Auch wenn es nicht direkt ein industrieller Produktionsprozess ist, zeigt die Bauindustrie eindrucksvoll, wie sich großangelegte Projekte virtuell abbilden lassen. Architekten, Statiker, Bauunternehmen und Facility-Manager arbeiten kollaborativ an einem digitalen Zwilling, um Gebäude effizienter zu planen.

Von der Vision zur Umsetzung

Das Metaverse entwickelt sich rasant weiter und erhält zusätzlichen Schub durch KI und neue Hardware. Hohe Investitionskosten, mangelnde Interoperabilität, sowie Akzeptanz- und Schulungsbedarf bremsen die Einführung in der Breite. Unternehmen benötigen eine passgenaue Strategie, um sich Wettbewerbsvorteile zu sichern. Wir von der HS Development & Services unterstützen Sie dabei, die Transformation erfolgreich zu gestalten:

Anforderungen und Zielsetzung klar definieren

Bevor eine Industrial-Metaverse-Lösung erfolgreich in Ihr Unternehmen integriert werden kann, ist es entscheidend, die konkreten Anforderungen und Ziele zu formulieren. Wir unterstützen Sie dabei, sowohl das "Warum" als auch das "Wie" zu beantworten: Welche Potenziale bietet die Plattform speziell für Ihre Branche und Ihre bestehenden Prozesse? Welche Herausforderungen sollen gelöst werden, und welche Ziele möchten Sie erreichen? Gemeinsam entwickeln wir eine maßgeschneiderte Strategie, die sicherstellt, dass die gewählte Metaverse-Umgebung nicht nur technologisch, sondern auch wirtschaftlich einen echten Mehrwert für Ihr Unternehmen schafft.

Ganzheitliche Lösungen entwickeln

Wir betrachten das Industrial Metaverse nicht nur als Simulationsplattform, sondern als integralen Bestandteil Ihrer gesamten Geschäftsprozesse. Unser Ansatz geht über einzelne Anwendungen hinaus – wir denken in durchgängigen Workflows, optimierten Datenflüssen und nahtloser Prozessintegration. Ob digitale Zwillinge, automatisierte Datenverarbeitung oder eine holistische Fabrikplanung – wir helfen Ihnen, das Industrial Metaverse strategisch zu nutzen. Wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen, die Ihre Unternehmensprozesse optimieren, vernetzen und zukunftssicher machen.

Implementierung und Befähigung

Mit über 20 Jahren Erfahrung als Systemintegratoren unterstützen wir Ihr Unternehmen bei der erfolgreichen Einführung von Metaverse-Plattformen wie NVIDIA Omniverse – von der ersten Vision bis zur vollständigen Integration in Ihre Geschäftsprozesse. Dabei begleiten wir Sie nicht nur bei der technischen Umsetzung, sondern auch bei der Schulung und Befähigung Ihrer Teams, damit die gewählte Metaverse-Umgebung effektiv genutzt werden kann. Ein zentraler Bestandteil unseres Ansatzes ist der User Acceptance Test (UAT), bei dem wir sicherstellen, dass die Lösung nicht nur technisch einwandfrei funktioniert, sondern auch von den Anwendern intuitiv genutzt und akzeptiert wird. Unser Ziel: Eine nachhaltige Implementierung, die langfristig Effizienz steigert.

Lassen Sie uns gemeinsam Ihre digitale Zukunft gestalten! Kontaktieren Sie uns jetzt – wir freuen uns auf Ihre Herausforderungen.