Marktbericht zu digitalen Zwillingen: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (Teile-, Produkt-, Prozess- und Systemzwilling), nach Perspektive (IoT und IIoT, 5G, Big-Data-Analyse, Blockchain, KI), nach Endnutzer (Fertigung, Landwirtschaft, Automobil- und Transportwesen, Energie und Versorgung, Gesundheitswesen und Biowissenschaften, Wohn- und Gewerbebau, Einzelhandel und Konsumgüter, Luft- und Raumfahrt, Telekommunikation), nach Lösung (Komponente, Prozess, System), nach Anwendung (Fertigungsprozessplanung, Produktdesign) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für digitale Zwillinge

Zunehmende Entwicklung von Dienstleistungen der nächsten Generation

Die wichtigsten Triebkräfte für die Expansion und das Wachstum des globalen Marktes sind Innovation, internationaler Wettbewerb und technologischer Fortschritt. Dank des digitalen Zwillings verfügen Unternehmen über mehr Möglichkeiten, Kosten effizient zu senken und Gewinne zu steigern. Vorteile wie Prozessautomatisierung, Cloud Computing und soziale Medien bewegen Unternehmen ebenfalls dazu, digitale Zwillinge einzusetzen und ihre betriebliche Effektivität zu erhöhen.

Von Anbietern digitaler Zwillinge wird erwartet, dass sie die neuesten technologischen Fortschritte nutzen, um Markteinführungszeiten effektiv zu gestalten, die Produktivität bestehender Systeme zu steigern und interne Prozesse, Produktdesigns und Systeme zu optimieren. Ziel ist es, den Energieverbrauch zu senken, die Produktionsplanung zu verbessern und Investitionen zu reduzieren. So führte beispielsweise Hexagon AB im Juni 2018 die Lösung HxGN SDx Asset Lifecycle Information Management (ALIM) ein. Die modulare, cloudbasierte Lösung verbessert die Entscheidungsfindung, maximiert die Effektivität und gewährleistet die Sicherheit in Industrieanlagen. Diese Faktoren treiben das Marktwachstum an.

Zunehmender technologischer Fortschritt

Das Internet der Dinge (IoT) revolutioniert Branchen weltweit. Es eröffnet dem Markt für digitale Zwillinge neue Möglichkeiten, um den sich wandelnden Kundenbedürfnissen nach innovativen Lösungen für Zusatzleistungen gerecht zu werden. Anbieter von Plattformen für digitale Zwillinge nutzen IoT, um Abläufe zu optimieren, die Systemproduktivität zu steigern und den Umsatz zu erhöhen. Der Markt für digitale Zwillinge befindet sich derzeit in einem rasanten Wandel. Die Globalisierung stellt die Lieferketten von Unternehmen vor neue Chancen und Herausforderungen. Zu den Vorteilen von Cloud Computing zählen einfacher Zugriff, schnelle Lösungsbereitstellung, Skalierbarkeit, standardisierte Funktionalität und geringere Hardwarekosten.

Darüber hinaus legen die Entwickler digitaler Zwillinge Wert auf Sicherheit, Cloud-Bereitstellung, Anpassbarkeit und zweistufige Geschäftsmodelle, um ihr Geschäft auszubauen. Im Cloud Computing wird ein Netzwerk internetverbundener Server genutzt, um Remote-Dienste für die Verwaltung, Speicherung und Verarbeitung von Daten bereitzustellen. Die Einführung von Cloud Computing durch Fertigungsunternehmen hinkte aufgrund von Bedenken hinsichtlich Konnektivität und Sicherheit der Einführung durch Entwickler digitaler Zwillinge hinterher. Mittlerweile haben Hersteller Cloud Computing jedoch schrittweise in ihren Produktionsstätten integriert, da es zuverlässiger und stabiler geworden ist. Dies ermöglicht ihnen einen effizienten und schnellen Datenaustausch. Fertigungsunternehmen profitieren von Cloud Computing durch verbesserte Qualitätskontrolle, höhere Produktionsgeschwindigkeit und Kostensenkung, was das Marktwachstum fördert.

Marktbeschränkung

Hoher Preis bei der Implementierung der Digital-Twin-Technologie

Die Implementierung von Digital-Twin-Technologie in Unternehmen ist mit hohen Kosten verbunden. Diese hohen Implementierungskosten hemmen die Expansion des globalen Marktes. Die Einführung von Digital Twins und verwandten Technologien wie Produktlebenszyklusmanagement (PLM), 3D-CAD, Manufacturing Operations Management (MOM), Manufacturing Process Management (MPM), computergestütztem Design (CAD), Enterprise Resource Planning (ERP), modellbasierter Systementwicklung (MBSE) sowie Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und XR ist mit erheblichen Ausgaben verbunden. Die Kosten für die Entwicklung und Implementierung einer Digital-Twin-Technologie steigen, wenn dem Unternehmen die notwendige Infrastruktur und technologische Grundlage fehlt. Daher stellen die hohen Implementierungskosten von Digital-Twin-Technologie ein Hindernis für die Einführung in Unternehmen dar.

Marktchance

Zunehmende Akzeptanz von KI und ML in der Automobil- und Luftfahrtindustrie

Maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (KI) finden in verschiedenen Branchen, darunter Fertigung, Gesundheitswesen, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt sowie Automobilindustrie, immer häufiger Anwendung. Etablierte Unternehmen dieser Branchen integrieren KI und ML in ihre bestehenden Produkte, um ihren Kunden verbesserte Produkte anbieten zu können. Auch im Automobilsektor ist der zunehmende Einsatz von KI in selbstfahrenden Autos und anderen Elektrofahrzeugen sichtbar. So kündigten beispielsweise der Volkswagen Konzern und die NVIDIA Corporation auf der Internationalen CES 2018 Pläne zur Integration von KI in Fahrzeuge an. Laut einem Branchenexperten des Volkswagen Konzerns können KI und Deep Learning entscheidend für autonomes Fahren, digitale Vernetzung und emissionsfreie Mobilität sein.

Darüber hinaus hat der Bedarf an reduzierten CO₂-Emissionen, verbesserter Motoreffizienz und der Vermeidung von Produktrückrufen die Verbreitung von Digital-Twin-Lösungen in der Automobil-, Verteidigungs- und Luftfahrtindustrie vorangetrieben. Cloud-Computing, KI und generatives Design ermöglichen die Entwicklung vielfältiger Designoptionen und einen optimierten Designprozess. So kündigte beispielsweise General Electric im Juni 2018 eine Zusammenarbeit mit Rolls-Royce Holdings PLC an. Diese Faktoren eröffnen Wachstumschancen für den Markt im Prognosezeitraum.

Endnutzer-Einblicke

Basierend auf den Endnutzern ist der globale Markt in die Segmente Fertigung, Landwirtschaft, Automobil- und Transportwesen, Energie und Versorgung, Gesundheitswesen und Biowissenschaften, Wohn- und Gewerbebau, Einzelhandel und Konsumgüter, Luft- und Raumfahrt sowie Telekommunikation unterteilt.

Das Segment Automobil und Transport trägt am meisten zum Markt bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 44,32 % wachsen. Die Nachfrage nach 3D-Simulationen und3D-DrucksoftwareEs wird erwartet, dass die Nutzung aufgrund des zunehmenden Einsatzes in Bereichen wie Flottenmanagement, Fahrzeugdesign und Simulation weiter steigen wird. Diese Expansion resultiert aus dem verstärkten Einsatz von Automatisierungstechnologien wie Industrie 4.0, Robotic Process Automation (RPA) und anderen. Die Automobil- und Transportbranche trug 2022 mit über 18 % zum Gesamtumsatz bei und erzielte damit den größten Umsatzanteil. Dies ist auf Lean-Manufacturing-Techniken, Elektrofahrzeuge und die zunehmende Verbreitung von Simulationstechnologien zurückzuführen. Darüber hinaus unterstützt die Digital-Twin-Technologie in der Automobilindustrie Ingenieure bei der Gewinnung von Verhaltens- und Betriebsdaten über das Fahrzeug, wodurch das Fahrzeugdesign verbessert und Kosten gesenkt werden. Die Nutzung der Digital-Twin-Technologie wird voraussichtlich auch aufgrund zukünftiger Trends in der Automobilindustrie wie Shared Mobility, vernetzten und autonomen Fahrzeugen weiter zunehmen.

Lösungseinblicke

Das Systemsegment hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 38,11 % wachsen. Dieses Wachstum ist unter anderem auf die Nutzung digitaler Zwillinge für die Gestaltung von Arbeitsabläufen innerhalb von Organisationen, Lieferkettenprozessen, Smart-City-Initiativen und Lagerprozessen zurückzuführen. Unternehmen konzentrieren sich verstärkt auf die Senkung der Betriebskosten, was die Koordination zwischen den Abläufen verbessert. Die Entwicklung von Workflow-Strukturen mithilfe digitaler Zwillinge unterstützt Unternehmen dabei, die Kundenbindung sowie die Zusammenarbeit zwischen Abteilungen und Lieferanten zu optimieren, was das Marktwachstum für digitale Zwillinge weiter ankurbelt.

Regionale Einblicke

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Markt für digitale Zwillinge und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein jährliches Wachstum von 43,5 % verzeichnen. Endnutzer in China, Indien, Japan, Südkorea und anderen Produktionsstandorten erhöhen ihre Investitionen in digitale Zwillinge, um diese Technologien einzuführen. Die Vielzahl an Branchen in der Region, darunter die Automobil- und Transport-, Fertigungs-, Energie- und Versorgungsbranche, dürfte das Marktwachstum ebenfalls begünstigen. China ist das Land mit der schnellsten Technologieeinführung. Laut der Statistikabteilung der Vereinten Nationen entfallen 28,7 % der weltweiten Fertigungsproduktion auf China. Darüber hinaus wird der Markt in der Region durch die steigende Nachfrage nach Konsumgütern und die zahlreichen Initiativen zur Entwicklung intelligenter Städte angetrieben. Die zunehmende Verbreitung internetfähiger Geräte dürfte den regionalen Markt im Prognosezeitraum zusätzlich beflügeln.

Markttrends in Nordamerika

Für Nordamerika wird im Prognosezeitraum ein bemerkenswertes jährliches Wachstum erwartet. Die zunehmende Nutzung von Teile- und Produktzwillingen durch Endnutzer in den USA in verschiedenen Branchen, darunter Gesundheitswesen, Haushalt und Gewerbe, dürfte das Marktwachstum weiter ankurbeln. Wichtige Anbieter wie IBM, Microsoft, Oracle und Cisco Systems sind ebenfalls in den USA und Kanada konzentriert. Marktteilnehmer kooperieren und fusionieren mit Technologieanbietern, um ihr Produktangebot zu verbessern und ihren Kundenstamm zu erweitern. Moderne Produktionsstätten in den USA nutzen zudem neue Technologien und Innovationen, um Produkte von deutlich höherer Qualität zu geringeren Kosten herzustellen. Durch die frühzeitige Einführung zukunftsweisender Technologien wie IoT, Big Data, DevOps und mobile Lösungen beabsichtigen amerikanische Hersteller, die Technologie der digitalen Zwillinge zu nutzen, um ihre Abläufe zu optimieren und von den tieferen Einblicken zu profitieren.

Darüber hinaus ist das Baugewerbe nach wie vor primär eine zweidimensionale Branche, die auf technologische Innovationen angewiesen ist, während die Fertigungsindustrie begonnen hat, digitale Zwillinge einzusetzen. Dank der dreidimensionalen digitalen Zwillingstechnologie können externe Experten nun auch dort, wo Google Street View aufhört, detaillierte Einblicke in Projekte vor Ort erhalten. So kündigte beispielsweise die Orlando Economic Partnership (die Partnerschaft) im April 2022 Pläne zur Finanzierung eines futuristischen, vollständig realisierten digitalen Zwillings an, der das gesamte Gebiet unter Einbeziehung verschiedener Interessengruppen visualisieren soll.

Markttrends in Europa

Für Europa wird im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum erwartet. Die Nachfrage nach Virtual-Twin-Technologie dürfte aufgrund des steigenden Bedarfs an fortschrittlichen Industrietechnologien in ganz Europa zunehmen. Die Automobil- und Transportbranche der Region integriert Technologie in hohem Maße in ihre Betriebsabläufe. So werden beispielsweise Robert Bosch und der Automobilhersteller Volkswagen im Juli 2021 ein Virtual-Twin-Modell einsetzen, um die Leistung autonomer Fahrzeuge zu verbessern.

Markttrends in Lateinamerika

Der lateinamerikanische Markt befindet sich derzeit in einer Entwicklungsphase, bedingt durch verstärkte Investitionen regionaler Regierungen und bedeutender internationaler Konzerne im Energie- und Versorgungssektor. Die wichtigsten Marktteilnehmer wollen ihre terrestrische Präsenz in der Karibik durch die Bereitstellung von Zwillingszellen mit modernster Technologie ausbauen. Der Markt im Nahen Osten und in Afrika entwickelt sich aufgrund des zunehmenden Engagements lokaler Anbieter wie Vervelogic, XPLOR und anderer Start-ups weiter. Diese Unternehmen investieren in die Entwicklung cloudbasierter Zwillingszellen.