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Faculty of mechanical engineering


05/01/2023 - 05/31/2026

Green digital twin as the basis for the sustainable transformation of the brewing and beverage industry (Project processing ist carried out by RIF e.V., Production Systems Department)


Climate protection initiatives, new resilience requirements and rising energy and raw material costs require a paradigm shift in manufacturing companies. Digital technologies offer innovative solutions to analyse energy and resource consumption as well as material cycles and to derive data-driven improvements. However, the heterogeneous data storage across process steps, IT systems and value chains makes it difficult to obtain and aggregate data for information extraction.


The aim of the BeverGreen research project is to develop a green digital twin for analysing and optimising production and logistics from a sustainability perspective. In order to aggregate the data and information, a support system will be developed to map existing data structures (Data Mapping Assistent). The Data Mapping Assistent will create application-specific ontologies with energy-relevant information and integrate external data sets (e.g. on CO2 equivalents (CO2e)) and novel data sources (e.g. retrofitting). The resulting application-specific, semantic data sets form the basis for the green digital twin and its services. With the help of the processed sustainability information and machine learning algorithms, energy and resource saving potentials are identified and realised on the basis of exemplary application scenarios. The project aims to develop and use digital product and process twins for the CO2-neutral transformation of the beverage and brewing industry.

Das Bild zeigt ein komplexes Diagramm, das den Prozess und die Integration des "Grünen Digitalen Zwillings" in eine Produktionsumgebung darstellt. Im oberen Teil des Diagramms befindet sich ein Netzwerkdiagramm, das verschiedene Funktionen und Optimierungen durch den Grünen Digitalen Zwilling beschreibt. Zu den aufgeführten Funktionen gehören CO₂-optimierte Prozessregelung, Schnittstelle zum Produktpass, Mehrwegpool-Monitoring und Prognose, Assistenzsysteme und Datenmapping, Energie-Monitoring und Prognose, Product Carbon Footprint, Koordination zirkuläre Wertschöpfungskette und energierorientierte Produktionsprogrammplanung.  Der Grüne Digitale Zwilling ist durch Ontologien und andere digitale Technologien unterstützt, die seine Implementierung und Nutzung erleichtern.  Im unteren Teil des Diagramms sind verschiedene Produktionsbereiche und -prozesse dargestellt, die durch den Grünen Digitalen Zwilling optimiert werden. Diese Bereiche umfassen BHKW (Blockheizkraftwerk), Photovoltaik, Kältekompressor, Gär-/Lagerkeller, Sudhaus, Whirlpool, Kühlung, Abfüllung, Logistik, Handel und Mehrwegpool. Jeder dieser Bereiche ist mit spezifischen Systemen und Technologien verbunden, wie PLC, BHKW, MES, PCS, LVS und ERP, die für die Steuerung und Überwachung der Prozesse verwendet werden.  Die Darstellung zeigt, wie die verschiedenen Produktionsbereiche miteinander verbunden sind und wie der Grüne Digitale Zwilling zur Optimierung und Nachhaltigkeit der gesamten Produktionskette beiträgt. © IPS​/​TU Dortmund


The joint project will run for three years. It will start with an analysis of the framework conditions in the beverage industry and a explorative study to identify new applications. This will be followed by a structuring of sustainable technologies with the aim of integrating CO2e sources and sinks. In addition, user requirements will be identified and organisational and technical requirements will be defined. Based on the analysis, the green digital twin will be designed and implemented. The results will serve as a basis for further development work and will be validated in the partner companies. The results will be transferred to science and practice.

Funding Reference

This research and development project is/was funded by the Federal Ministry of Economics and Climate Protection (BMWK) in the programme "GreenTech Innovation Competition - Digital Technologies as the Key to the Ecological Transformation of the Economy" (funding code 01MN23008B) and supervised by the DLR project management organisation.