Veröffentlicht am: 29. Dezember 2024 / Update vom: 30. Dezember 2024 – Verfasser: Konrad Wolfenstein
Metaverse-Update: Warum Extended Reality und digitale Zwillinge die Zukunft der Produktentwicklung prägen – Bild: Xpert.Digital
Technologie-Trio der Innovation: Was Augmented Reality, das Metaverse und digitale Zwillinge möglich machen
Extended Reality (XR) im Metaverse markiert gemeinsam mit digitalen Zwillingen einen tiefgreifenden Wandel in der Produktentwicklung. Unternehmen nutzen diese Technologien, um Produkte nicht nur schneller und kostengünstiger zu entwickeln, sondern auch um völlig neue Formen der Zusammenarbeit und Kundeninteraktion zu schaffen. Im Folgenden wird dargestellt, wie diese Innovationen bereits jetzt ganze Branchen transformieren und welche Perspektiven sich für die Zukunft eröffnen. Dieser Text veranschaulicht, warum sich XR und digitale Zwillinge zu einem der wichtigsten Treiber für die nächste Generation von Produktdesign und -fertigung entwickeln – und zwar weit über die Automobil- oder Modebranche hinaus.
„Extended Reality im Metaverse ist weit mehr als nur eine futuristische Spielerei.“ Tatsächlich zeigt sich immer deutlicher, dass XR in Kombination mit digitalen Zwillingen enorme Potenziale birgt, um reale und virtuelle Welten nahtlos miteinander zu verbinden. So lassen sich beispielsweise virtuelle Prototypen exakt in reale Arbeitsumgebungen projizieren. Ingenieurinnen und Designer können auf diese Weise ihre Entwürfe in Echtzeit untersuchen, was ihnen eine noch nie dagewesene Flexibilität bei Designänderungen oder in frühen Prototyping-Phasen verschafft. Diese neuartigen Möglichkeiten reduzieren nicht nur die Entwicklungszeiten drastisch, sondern erhöhen auch die Qualität der Produkte, da potenzielle Probleme sehr viel früher erkannt werden.
Virtuelle Prototyping und Produktdesign: Ein Paradigmenwechsel
Ein besonders eindrucksvolles Beispiel für den Fortschritt im Bereich der Produktentwicklung ist die Automobilindustrie. „In modernen Entwicklungszentren großer Automobilhersteller hat sich das virtuelle Prototyping bereits weitgehend etabliert.“ Unternehmen wie BMW oder Hyundai nutzen digitale Zwillinge, um Fahrzeugkomponenten in einer hochrealistischen digitalen Umgebung zu gestalten. Dabei tragen Ingenieure XR-Brillen, durch die sie Komponenten in 3D sehen und sofort anpassen können. Die Vorteile liegen auf der Hand: Es müssen nicht mehr in jeder Entwicklungsphase teure physische Prototypen hergestellt werden. Stattdessen lassen sich Designänderungen direkt auf virtuellen Modellen vornehmen, was Testphasen beschleunigt und Ressourcen einspart.
Auch die Modebranche hat erkannt, dass sich digitale Zwillinge hervorragend für eine schnellere und flexiblere Entwicklung eignen. So entwerfen Designer berühmter Marken, darunter Nike, sowohl physische als auch digitale Versionen ihrer Produkte – zum Beispiel Sneaker – und testen deren Ästhetik in unterschiedlichen virtuellen Kontexten. Mit Hilfe von XR können die Designer sehen, wie sich ein Schuh in verschiedenen Umgebungen oder bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen präsentiert. Das sorgt nicht nur für größere Kreativität, sondern erlaubt auch, Kunden schon während der Designphase einzubinden und Feedback einzuholen.
In beiden Fällen – der Automobil- und der Modeindustrie – erweist es sich als entscheidender Faktor, dass der Einsatz von XR und digitalen Zwillingen die Integration von realer und virtueller Welt optimal ermöglicht. Die Produktions- und Designteams können viel früher erkennen, wie sich ein Produkt in der Praxis verhält, welche Materialien am besten geeignet sind oder wie sich bestimmte Designentscheidungen auf die Ergonomie oder die Optik auswirken. Statt aufwändiger, separater Simulationen in abgetrennten Abteilungen und Programmen entsteht dadurch ein vernetztes System, in dem alle Stakeholder simultan auf die gleichen digitalen Modelle zugreifen können.
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Kollaborative Produktentwicklung: Grenzenlose Teamarbeit
Die rasante Entwicklung der XR-Technologie hat einen wesentlichen Einfluss auf die Art und Weise, wie Teams zusammenarbeiten. „Digitale Meetings werden durch XR-Funktionen so realistisch, dass räumliche Entfernungen praktisch keine Rolle mehr spielen.“ Ingenieurinnen, Designer und andere Beteiligte können mithilfe von XR-fähigen Endgeräten ein und dasselbe virtuelle 3D-Modell betrachten, es gemeinsam bearbeiten und Anpassungen im laufenden Prozess vornehmen. Diese Form der globalen Teamarbeit eröffnet neue Horizonte für Unternehmen, da sie auf schnelles, agiles Arbeiten angewiesen sind.
In der Praxis bedeutet das, dass Expertinnen aus unterschiedlichen Disziplinen – von der Materialwissenschaft bis zum Marketing – gleichzeitig an einem Projekt arbeiten können. Das spart nicht nur enorme Kosten, die früher durch Reisen oder physische Modellanpassungen entstanden sind. Es fördert auch die Kreativität der Teams, da Ideen und Feedback sofort ausgetauscht werden können.
XR-Tools, die den Kolleginnen am anderen Ende der Welt genau zeigen, wo eine Änderung vorgenommen werden sollte, steigern die Effizienz beträchtlich. Wer sich schon einmal in eine Videokonferenz begeben hat, weiß, dass Präsentationen oder komplizierte Konstruktionszeichnungen am Bildschirm oft schwer zu vermitteln sind. XR macht hier den entscheidenden Unterschied: Statt komplizierter Beschreibungen und Erklärungen sehen alle Projektbeteiligten live am virtuellen Modell, was geändert werden soll. So verschmilzt die physische Realität am eigenen Arbeitsplatz mit dem virtuellen Objekt, und es fühlt sich an, als säßen alle gemeinsam in einem Raum.
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Immersive Simulationen: Realität vorwegnehmen
Ein weiterer Meilenstein, den XR und digitale Zwillinge ermöglichen, sind realitätsnahe Simulationen. „Fehler und Engpässe lassen sich in einer virtuellen Umgebung wesentlich schneller ausfindig machen als in aufwändigen Testanordnungen in der realen Welt.“ Besonders in der Produktion erweist sich das als wertvolles Instrument. Beispielweise können Automobilhersteller eine komplette Produktionslinie digital aufbauen und den Ablauf simulieren, bevor auch nur eine einzige Maschine angeschafft wird. So zeigen sich bereits in einem sehr frühen Stadium potenzielle Flaschenhälse oder Problembereiche. Die notwendigen Anpassungen, etwa an der Anordnung von Robotern oder dem Materialfluss, lassen sich ebenfalls direkt in der virtuellen Umgebung vornehmen.
Diese Vorgehensweise reduziert das Risiko kostspieliger Fehlinvestitionen und bringt entscheidende Wettbewerbsvorteile. Unternehmen, die ihre Produktionsprozesse virtuell abbilden, können Änderungen an Produkten oder Abläufen weitaus schneller umsetzen und reagieren somit flexibler auf Marktanforderungen. Zudem erhöht die Möglichkeit, verschiedene Szenarien rasch durchzuspielen, die Innovationsfähigkeit. Komplexe Ideen müssen nicht mehr mühsam in teuren Prototypen getestet werden, sondern können zuerst in einer immersiven Umgebung optimiert werden.
Darüber hinaus ist die Qualitätssicherung ein zentraler Nutznießer dieser neuen Technologien: Wenn die kritischen Parameter eines Produktes oder Prozesses schon im digitalen Zwilling identifiziert werden, lässt sich auch das reale Endprodukt von Beginn an auf hohe Qualität trimmen. Dies führt zu weniger Ausschussware und verringert die Notwendigkeit von Nachbesserungen.
Kundenspezifische Anpassungen: Mehr Individualisierung dank XR
Ein großer Vorteil von XR im Metaverse zeigt sich, wenn es um individuelle Kundenwünsche geht. „Die Verbraucher erwarten zunehmend, dass Produkte an ihre persönlichen Vorlieben angepasst sind.“ Besonders im E-Commerce oder im Möbelhandel ist dies ein entscheidendes Kaufkriterium: Möbelhersteller bieten bereits XR-Apps an, mit denen potenzielle Käuferinnen ein virtuelles 3D-Modell eines Möbels in die eigene Wohnung projizieren können. So sehen sie genau, ob ein Sofa oder ein Tisch zur restlichen Einrichtung passt, bevor sie es überhaupt bestellt haben.
Diese Form der individualisierten Präsentation steigert die Zufriedenheit der Kunden und kann teure Retouren vermeiden. Wer das Möbelstück virtuell erprobt hat, kauft deutlich zielgerichteter. Auch in anderen Sektoren – von der Mode über Elektronik bis hin zum Autohandel – setzen Unternehmen zunehmend auf XR-basierte Kaufberatung. Kundinnen probieren Kleidung, Accessoires oder sogar einen neuen Sportwagen virtuell an oder aus, und treffen so fundiertere Entscheidungen.
Langfristig lässt sich dieses Prinzip beliebig erweitern. Sogar komplexe Gebäudekonstruktionen oder Bauelemente werden mit Hilfe von XR visualisiert. Bauherren können die Position von Fenstern, Dachverläufen oder Wänden virtuell begutachten, bevor die Bauphase beginnt. So lassen sich Missverständnisse und Planungsfehler erheblich reduzieren.
Wartung und Schulung: Wissen mit einem Blick
XR in Verbindung mit digitalen Zwillingen revolutioniert nicht nur die Entwicklungsprozesse, sondern auch Wartung und Schulung. „Techniker, die eine XR-Brille tragen, erhalten in Echtzeit Informationen zum Zustand einer Maschine oder Anlage.“ Das bedeutet, dass sie bereits am Objekt sehen, welche Bauteile ausgetauscht oder gewartet werden müssen, und welche Schritte dazu nötig sind. Anleitungen erscheinen direkt im Sichtfeld, markiert durch Pfeile oder andere Symbole, die in die reale Umgebung eingeblendet werden.
Diese Methode verbessert die Effizienz, da die Techniker keine dicken Handbücher durchsuchen oder externe Berater hinzuziehen müssen. Gleichzeitig werden Fehler reduziert, weil XR visuell genau anzeigt, welche Komponente betroffen ist. Wartungs- oder Reparaturaufgaben können damit selbst an hochkomplexen Maschinen schneller und sicherer durchgeführt werden.
Ein ähnliches Bild zeigt sich bei Schulungen, etwa in der Medizin. Immer mehr Krankenhäuser nutzen inzwischen XR, um Operationstechniken zu vermitteln. Chirurginnen können virtuellen Patientenzustand und das entsprechende Operationsfeld betrachten und Schritt für Schritt erlernen, bevor sie am echten Patienten arbeiten. Diese Intensität der Vorab-Übung kann die Qualität medizinischer Eingriffe steigern und die Sicherheit für Patienten erhöhen.
Stadtplanung und Architektur: Die digitale Stadt vorbauen
Ein besonders spannendes Einsatzfeld für digitale Zwillinge in Kombination mit XR ist die Stadtplanung und Architektur. „Eine digitale Kopie einer Stadt oder eines Gebäudes kann mithilfe von XR in die reale Umgebung eingeblendet werden, um die Wirkung von Bauprojekten realitätsnah zu beurteilen.“ Stadtplanerinnen und Architekten simulieren damit, wie sich neue Gebäude oder Verkehrsinfrastrukturen in das bestehende Stadtbild integrieren.
Dank dieser innovativen Arbeitsweise entdecken sie schon im Vorfeld potenzielle Probleme oder Konflikte mit bestehenden Strukturen. Ob es um die Verkehrsführung, die Anbindung an das öffentliche Netz oder den Einfluss auf Licht und Schatten geht – all das kann in einer digitalen Modellumgebung erforscht und verbessert werden, bevor tatsächliche Baukosten entstehen. Das beschleunigt nicht nur Genehmigungsprozesse, sondern reduziert auch den Planungsaufwand für Korrekturen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Bürgerinnen und andere Interessengruppen viel transparenter in den Planungsprozess eingebunden werden können. Mithilfe eines digitalen Zwillings sehen sie frühzeitig, wie ihre Stadt sich verändern wird, und können Anregungen oder Bedenken äußern, lange bevor der erste Spatenstich erfolgt. Diese partizipative Komponente steigert die Akzeptanz der Öffentlichkeit für große Bauprojekte und ermöglicht ein weitaus effektiveres Zusammenspiel zwischen Bürgern, Verwaltung und Politik.
Revolutionäre Veränderungen und fortlaufende Innovation
Die hier beschriebenen Beispiele verdeutlichen eindrücklich, wie XR im Metaverse zusammen mit digitalen Zwillingen die Produktentwicklung bereits jetzt revolutioniert. Dank der nahtlosen Integration von virtuellen und physischen Elementen können Unternehmen nicht nur erheblich schneller und kostengünstiger produzieren, sondern auch kreativer und kundenorientierter agieren.
„Die nächste Generation der Produktentwicklung hat das Potenzial, bisherige Prozesse grundlegend zu verändern.“ Das spiegelt sich in vielen Branchen wider: von der Großindustrie bis zum kleineren Designbüro. Die zunehmende Verbreitung leistungsfähiger XR-Endgeräte, 5G-Netze und Cloud-Lösungen wird dafür sorgen, dass immer mehr Unternehmen einen digitalen Zwilling in ihre Abläufe integrieren.
Außerdem eröffnen sich neue Geschäftsfelder für Dienstleister, die digitale Zwillinge erstellen und pflegen. Simulationsexperten, XR-Entwicklerinnen und Datenanalysten sind bereits heute begehrte Fachkräfte. Zugleich wird die Verknüpfung mit dem Internet der Dinge (IoT) die Genauigkeit und Aktualität digitaler Zwillinge weiter steigern. Sensoren, die in Echtzeit Daten von Maschinen oder Produkten liefern, werden automatisch im Zwilling aktualisiert, sodass Ingenieurinnen oder Wartungsteams jederzeit den aktuellen Zustand abrufen können.
Einen wesentlichen Faktor bildet dabei auch die künftige Verfügbarkeit von künstlicher Intelligenz (KI), die dafür sorgt, dass XR-Anwendungen noch smarter werden. So könnte ein System in Zukunft automatisch Änderungen im digitalen Zwilling vorschlagen, basierend auf zuvor gesammelten Daten, und so die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine weiter verfeinern.
Die Frage, ob XR im Metaverse zusammen mit digitalen Zwillingen lediglich ein kurzlebiger Hype oder ein echter Gamechanger ist, stellt sich für viele Expertinnen und Experten kaum noch. Angesichts der rasanten Entwicklung und der nahezu unbegrenzten Einsatzmöglichkeiten liegt es auf der Hand, dass diese Technologien eine zentrale Rolle in der industriellen Wertschöpfung der Zukunft spielen werden.
Wer sich nicht zeitnah damit auseinandersetzt, läuft Gefahr, in wenigen Jahren den Anschluss an die globalen Märkte zu verlieren. Unternehmen, die bereits heute auf XR-Anwendungen und digitale Zwillinge setzen, nehmen eine Vorreiterrolle ein und sind erfahrungsgemäß deutlich agiler und anpassungsfähiger in einer Welt, die ständigen Veränderungen unterliegt.
Der Schlüssel zum Erfolg liegt darin, eine Strategie zu entwickeln, die Technologie, Fachkräfte und Geschäftsmodelle intelligent miteinander verknüpft. Dabei ist der Mut zum Experimentieren, zur offenen Zusammenarbeit mit externen Partnern und Start-ups sowie eine Vision für die digitale Zukunft des Unternehmens unabdingbar.
Die nächste Generation der Produktentwicklung wird nicht allein durch einzelne Maßnahmen oder Tools eingeläutet, sondern durch eine ganzheitliche Verknüpfung digitaler und physischer Ressourcen. Extended Reality im Metaverse und digitale Zwillinge bieten dafür das Fundament. Unternehmen, die dieses Fundament frühzeitig legen, werden langfristig in der Lage sein, Produktinnovationen schneller umzusetzen, enger mit ihren Kunden zu interagieren und insgesamt flexibler auf Marktveränderungen zu reagieren.
Genau hier liegt die große Chance: Die Verschmelzung der realen Welt mit hochentwickelter Digitaltechnik bringt einen Innovationsschub, den viele Branchen dringend benötigen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Der Weg zum Erfolg führt über konsequentes Experimentieren, Investitionen in neue Technologien und den Willen, starre Prozesse aufzubrechen. Denn letztendlich ist es die Symbiose von Extended Reality, Metaverse und digitalen Zwillingen, die Produktentwicklung, Wartung, Schulung und Kundenerlebnis grundlegend verändert – mit dem Versprechen, die Zukunft der Industrie und des Dienstleistungssektors neu zu definieren.
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