28.01.2019

„Mit digitalen Zwillingen das Unsichtbare sichtbar machen“

Interview: Digitale Zwillinge werden in der Industrie eingesetzt, um komplexe Prozesse von realen Maschinen zu simulieren. Wir haben mit Jivka Ovtcharova, führende Expertin für Virtual Engineering, über den konkreten Nutzen digitaler Zwillinge gesprochen und warum der Super-GAU von Tschernobyl ihre Karriere maßgeblich prägte.
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digitaler Zwilling
(c) Martin Pacher: Prof. Jivka Ovtcharova wurde 1957 in Bulgarien geboren und leitet derzeit das Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen am Karlsruher Institut für Technologie

„Das Unsichtbare sichtbar machen“ ist Jivka Ovtcharovas zentrale Devise ihrer Forschung. Die gebürtige Bulgarin leitet derzeit das „Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen“ in Karlsruhe und gilt als Expertin für „Virtual Engineering“. Dahingehend forscht sie unter anderem zu digitalen Zwillingen. In einem ausführlichen Interview erklärte sie uns deren Nutzen für die Industrie. Zudem gab uns Ovtcharova persönliche Einblicke in ihre Karriere als Wissenschaftlerin und Denkanstöße, wie wir unsere digitale Zukunft „human“ gestalten können.

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In ihrer Forschung beschäftigen Sie sich mit digitalen Zwillingen. Worum handelt es sich bei digitalen Zwillingen?

Ein digitaler Zwilling ist grundsätzlich eine virtuelle Echtzeitabbildung der Struktur und des Verhaltens eines physischen Gegenstandes. Er begleitet und assistiert eine Anlage über deren gesamten Lebenszyklus – vom ersten Entwurf, über Konstruktion und Fertigung bis hin zur Wartung und Recycling. Ein derartiger Zwilling interagiert zu jedem Zeitpunkt mit seinem physischen Gegenstück und liefert wertvolle Daten über den Status und Zustand der Anlage.

Diese Daten werden meist in einer Cloud analysiert und anschließend mit anderen Daten aus der Laufumgebung verknüpft. Die Benutzer dieser Daten gehören zu verschiedenen Zielgruppen, wie Entwicklungs- und Fertigungsingenieure, aber auch Wartungspersonal und Daten-Analysten. Diese sind in der Lage auf die Daten aus verschiedenen Perspektiven zu blicken und aus der Ferne die Anlage zu überwachen und zu steuern.

Welche konkreten Anwendungsbeispiele gibt es für den Einsatz von digitalen Zwillingen?

Die Anwendungsbeispiele sind vielfältig. Nehmen wir als Beispiel die Windkrafträder: In Zukunft werden Energiebetreiber nicht nur über physische Windkrafträder verfügen, sondern auch über digitale Repliken dieser Windkrafträder. Das physische Windkraftrad wird dabei immer in Kontakt zu seinem digitalen Zwilling stehen. Dieser erhält Daten aus der realen Welt – in unserem konkreten Fall vom Windkraftrad – und analysiert diese anschließend.

Über virtuelle Zwillinge können wir beispielsweise, wie bei einem Tomograph, schon frühzeitig innere räumliche Strukturen ermitteln und erkennen, wann ein Windrad ausgetauscht werden muss, bevor es bricht. Dadurch könnten Wartungs- und Reparaturmaßnahmen kostengünstiger gestaltet werden, da die Techniker ins Innere „sehen“ können. Insbesondere bei Offshore-Windkraftanlagen ist die Wartung sehr teuer, da man spezielle Schiffe benötigt.

Wird es irgendwann mal auch digitale Zwillinge von Menschen geben?

Es macht natürlich Sinn über digitale Zwillinge in Bezug auf Menschen vorzudenken – insbesondere in der Gesundheitsvorsorge. Ärzte könnten Menschen viel schneller helfen, wenn sie sofort wissen, wie der Mensch aufgewachsen ist und welche Krankheiten er bereits hatte.

Angenommen Sie reisen in ein fremdes Land und der Arzt spricht ihre Sprache nicht. Über einen digitalen Zwilling würde er sofort wissen, wie ihr Organismus unter Berücksichtigung von Vorerkrankungen funktioniert, um anschließend die richtigen Schritte zu setzen. Die Herausforderung besteht darin, dass die digitalen Zwillinge wie Organismen funktionieren müssen. Und natürlich ist es auch eine Frage der Ethik, die wir immer mitdenken müssen.

Sie gelten als eine führende Expertin im Bereich „Virtual Engineering“ und haben eine beachtliche Karriere im Bereich der Wissenschaft und Technik vorzuweisen. Wie sind Sie mit Technik in Verbindung gekommen?

Die Begeisterung für die Technik kam sehr früh. Ich komme ursprünglich aus Bulgarien und unser Ausbildungssystem war stark durch die spielerische „Hands-On“-Erziehung geprägt. Den entscheidenden Anstoß zu meiner Wissbegierde für die Technik gab jedoch die Buch-Trilogie „100.000 Jahre Technik“, die mein Vater mir als Kind zu Weihnachten geschenkt hat. Das war ein spannendes, wunderbar illustriertes Buch, das mich so gefesselt hat, dass ich es nicht mehr aus der Hand legen wollte.

Obgleich ich damals auch gerne mit Puppen gespielt habe, war das Technikbuch, was meine Fantasie beflügelte. Einen neuen Schub an Begeisterung für die Technik kam durch die Bekanntschaft mit der Tochter einer befreundeten Familie. Diese studierte Maschinenbau und ich durfte ihr beim Zeichnen mit Tusche zusehen. Ihre feminine Erscheinung in Kombination mit dem coolen Zeichenset war ansteckend.

Welchen Effekt hatten die damaligen technologischen Errungenschaften auf ihre Berufswahl?

Als Kind und Jugendliche habe ich in den 60er und 70er Jahren natürlich auch den faszinierenden Aufstieg der Raketen-, Atom- und Computertechnologie miterlebt. Es war eine großartige Zeit, da jeder Mensch das Recht hatte, großes zu leisten. So träumten wir damals, Jungs und Mädchen, wie Juri Gagarin, Walentina Tereschkowa oder Neil Armstrong in den Weltraum zu fliegen.

Auch Mathematik- und Physikunterricht waren das Nonplusultra unserer Bildung. Der Wunsch, an der Entwicklung bahnbrechender Technologien teilzuhaben hat mich zu einem Studium in Maschinenbau in Bulgarien und anschließend nach Moskau gebracht – damals für Osteuropa das Bildungs-Mekka schlechthin. Ich wollte eigentlich Raumschiffe und U-Boote bauen, schlussendlich bin ich aber bei Atomkraftwerken gelandet. Diese Technologie hat mich damals sehr begeistert, bis es im Jahre 1986 in Tschernobyl gekracht hat.

Hat der Super-GAU in Tschernobyl bei Ihnen ein Umdenken in Bezug auf die Nutzung der Atomtechnologie ausgelöst?

Ja, ich habe mich nach der Tschernobyl-Katastrophe neu orientiert – vom Maschinenbau- und Anlagenbau in Richtung Computertechnologie. Ich habe zu dieser Zeit in einem Forschungslabor der bulgarischen Akademie der Wissenschaften in Sofia gearbeitet. Das Labor war in das Zentrum für Physik eingegliedert und wir haben kurz nach der Explosion die Radioaktivität in den Parkanlagen der Stadt gemessen. Es war Anfang Mai. Nach langem Regen schien die Sonne wieder und die Natur sah sehr friedlich aus, solange uns nicht die Knackgeräusche der Geigerzähler die alarmierend hohen Werte der Radioaktivität vor Augen geführt haben. Diese Geräusche haben sich für immer in mein Gedächtnis eingebrannt.

Weiterhin hat die Tschernobyl-Katastrophe zu einem Wendepunkt in der Nutzung der Atomenergie geführt und ich habe die negative Auswirkung dieser Wende auf meine berufliche Zukunft sehr schnell erkannt. Da ich mich bereits mit mathematischen Simulationen befasst habe, ist mir der Berufswechsel in Richtung Computertechnologie leicht gefallen.

Sie haben in Deutschland eine Initiative für eine „digitale humane Zukunft“ gestartet. Worum geht es dabei?

Die Digitalisierung versetzt die Welt, in der wir leben und arbeiten, in einen fundamentalen Umbruch. Wie nie zuvor wandeln sich ganze Branchen und Lebensstile. Neue Werte- und Geschäftsmodelle für und durch die Digitalisierung werden zur Voraussetzung für die Wettbewerbsfähigkeit jedes Einzelnen. Die Digitalisierung wirkt sich auch auf unser kulturelles Miteinander aus. Und natürlich lautet die wichtigste Frage, die sich jetzt stellt: Wie kann eine humane digitale Zukunft aussehen?

Wie kann eine derartige Zukunft aussehen? 

In erster Linie geht es darum, dass alle Menschen, die gleichen Chancen und gleichen Zugriff auf digitale Technologien haben. Digitale Bildung, Befähigung und Handlung für jeden Menschen, unabhängig von Schulabschluss, Alter und Herkunft, ist die Kernvoraussetzung für die Teilhabe am gesellschaftlichen Leben und den beruflichen Erfolg. Ziel meiner Digitalisierungsinitiative ist es daher, digitales Wissen nahtlos in alltägliche Fähigkeiten, berufliche Qualifikationen und wettbewerbsfähige Geschäftsmodelle umzusetzen – schnell, pragmatisch und handlungsorientiert.

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Georg Weber, COO (links) und Florian Berger, CEO (rechts) übernehmen mit Flottenfuchs das komplette Fuhrparkmanagement für Unternehmen. | (c) Flottenfuchs

Florian Berger und Georg Weber waren zuletzt maßgeblich am Aufbau und operativen Geschäft des Wiener Energie-Startups heizma beteiligt. Dort arbeiteten sie eng zusammen und beschlossen, auch nach ihrem Abschied gemeinsam unternehmerisch tätig zu werden. Was genau sie machen wollten, war zunächst allerdings unklar. Sie überlegten einen Installationsbetrieb zu übernehmen oder eine KI-Agentur zu gründen.

Eine weitere Möglichkeit ergab sich aus ihrer bisherigen Arbeit bei heizma. Berger hatte dort unter anderem den Fuhrpark betreut. Als die Übergabe seiner Aufgaben anstand, fragte er sich: „Der Fuhrpark ist bereit für die Übergabe, aber wem übergebe ich das jetzt eigentlich?“. Eher scherzhaft schlug er Weber vor, die Verwaltung selbst als externe Dienstleistung anzubieten. Die beiden beschäftigten sich daraufhin intensiver mit dem Geschäftsmodell und entschieden sich Anfang 2026 schließlich für Flottenfuchs.

Eine externe Abteilung für Firmenflotten

„Der Fuhrpark ist ein Wanderpokal in einer Firma. Keiner will ihn, aber man erbt ihn“, sagt Berger. Aufgaben wie Leasingverträge, Werkstatttermine oder Schadensabwicklung werden in vielen Betrieben neben dem Tagesgeschäft erledigt. Gerade kleinere Unternehmen verfügen häufig über keine eigene Fuhrparkabteilung.

Hier setzt das Startup an. Flottenfuchs übernimmt die operative Verwaltung von Firmenfahrzeugen, von der Beschaffung über Wartungen und Reifenwechsel bis zur Schadensabwicklung und Kommunikation mit den Fahrer:innen. Auch gesetzliche Pflichten wie Führerscheinkontrollen gehören zum Angebot.

Zu Beginn analysiert Flottenfuchs den bestehenden Fuhrpark und sucht nach Einsparpotenzialen, etwa bei Versicherungs- und Leasingkonditionen. Nach eigenen Angaben lassen sich Fuhrparkkosten um bis zu 30 Prozent reduzieren. Für die laufende Gesamtbetreuung zahlen Unternehmen einen monatlichen Fixbetrag pro Fahrzeug.

Eigene Software statt zugekaufter Lösung

Die technische Grundlage bildet die selbst entwickelte, KI-gestützte Plattform FlottenfuchsOS. Ursprünglich wollten Berger und Weber eine bestehende Software zukaufen. Nach mehreren Tests entschieden sie sich jedoch dagegen. Laut Berger hätten sie bei den verfügbaren Lösungen nur rund 15 bis 20 Prozent der Funktionen tatsächlich benötigt.

Stattdessen entwickelten sie eine eigene Plattform, die Fahrzeug-, Vertrags- und Kostendaten bündelt, Fristen überwacht und Abweichungen bei verrechneten Leistungen erkennt. Die Softwareentwicklung verantwortet vor allem Weber. „Er ist ein Prozessguru und automatisiert so viel wie möglich“, sagt Berger über seinen Mitgründer.

Unterstützung erhalten die beiden von Florian Rosenberg, mit dem Berger bereits beim IT-Dienstleister Crayon am Aufbau eines Data-&-AI-Geschäftsbereichs gearbeitet hatte. Rosenberg steht Flottenfuchs als Advisor zur Seite.

Auch beim Fahrverhalten der Mitarbeiter:innen sieht das Gründerduo durch Gamification Einsparpotenzial. Eine eigene App soll Fahrer:innen spielerisch dazu motivieren, sparsamer unterwegs zu sein. Dafür können sie beispielsweise ihren Kraftstoffverbrauch und ihre Tankkosten miteinander vergleichen. Unternehmen entscheiden selbst, wie sie die Ergebnisse nutzen.

Bereits mehrere hundert Fahrzeuge in Betreuung

Das Wiener Startup wurde erst im August dieses Jahres gegründet und betreut laut eigenen Angaben bereits rund 20 Unternehmen mit insgesamt mehreren hundert Fahrzeugen. Zu den Kunden gehören neben heizma auch Daikin, Beinkofer und Flamingo Energy. Gewonnen wurden diese laut Berger vor allem über das persönliche Netzwerk und Weiterempfehlungen. Nicht alle Kunden lassen ihren gesamten Fuhrpark betreuen, manche beauftragen Flottenfuchs zunächst mit Einzelleistungen wie z.B. der Analyse des Fuhrparks.

Das Startup ist bislang vollständig eigenfinanziert und will vorerst ohne externe Investoren wachsen. Aktuell richtet sich das Angebot vor allem an Unternehmen mit fünf bis 150 Fahrzeugen und umfasst Pkw sowie Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen. Langfristig wollen Berger und Weber weitere Formen der betrieblichen Mobilität abdecken. Ihr erklärtes Ziel ist es, Flottenfuchs als führenden Mobilitätsmanager in Österreich und Europa zu etablieren.

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