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Dies ist der erste von zwei Baenden, die zusammen einen UEberblick ueber die neuesten Fortschritte bei der Erzeugung und Anwendung digitaler Zwillinge in der Bioprozessentwicklung und -optimierung geben.

Bioprozesse haben sich in den letzten Jahrzehnten stark entwickelt, von datengetriebenen Ansaetzen hin zur Digitalisierung der Bioprozessindustrie im 21. Jahrhundert. Darueber hinaus erfordert die hohe Nachfrage nach biotechnologischen Produkten effiziente Methoden, sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch im Technologietransfer und in der Routineproduktion.

Ein vielversprechendes Werkzeug ist in diesem Zusammenhang der Einsatz von digitalen Zwillingen als virtuelle Darstellung des Bioprozesses. Sie spiegeln die Mechanik des biologischen Systems, die Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Kennzahlen und Produktqualitaetsmerkmalen in Form eines mathematischen Prozessmodells wider. Darueber hinaus ermoeglichen digitale Zwillinge den Einsatz computergestuetzter Methoden, um ein besseres Prozessverstaendnis zu erlangen, neuartige Bioprozesse zu testen und zu planen sowie diese effizient zu ueberwachen.

Dieses Buch erlaeutert die mathematische Struktur digitaler Zwillinge, ihre Entwicklung und die einzelnen Teile des Modells sowie Konzepte zur wissensbasierten Erzeugung und strukturellen Variabilitaet digitaler Zwillinge.

Die beiden Baende decken sowohl Grundlagen als auch Anwendungen ab und bieten damit den idealen Einstieg in das Thema fuer Forscher und Entwickler in Wissenschaft und Industrie gleichermassen.