Digital Twins in Bioprocess Engineering – Challenges and Possibilities

Abstract

The digitalization of processes is one of the currently dominating topics and missions in both industrial production and scientific research. In biotechnology, these efforts have enormous potential to optimize existing bioprocesses or to develop new bioprocesses for upcoming challenges. In this review, the state-of-art of digitalization in bioprocess engineering is considered, the terms digital twin and digital shadow are characterized, and an outlook on future Lab 4.0 concepts is given.

Die Digitalisierung von Prozessen ist eines der aktuell dominierenden Themen und Missionen sowohl in der industriellen Produktion als auch der wissenschaftlichen Forschung. In der Biotechnologie haben diese Bemühungen ein enormes Potenzial, um existierende Bioprozesse zu optimieren oder neue Bioprozesse für zukünftige Herausforderungen zu entwickeln. In diesem Übersichtsbeitrag wird der aktuelle Stand der Digitalisierung in der Bioprozesstechnik beleuchtet, die Begriffe digitaler Zwilling und digitaler Schatten charakterisiert sowie ein Ausblick auf zukünftige Lab 4.0-Konzepte gegeben.