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Adam Lamping protrait
Adam Lamping

Der Aufstieg des digitalen Zwillings

Wo stehen wir jetzt?

Die AECO-Branche hinkt den meisten anderen großen Branchen in puncto Digitalisierung hinterher. Darum erhalten Kunden nur unzureichende Daten und Informationen, die während der Planungs-, Entwurfs- und Bauphase gesammelt wurden. Noch gravierender ist es mit Daten, die während und nach der Übergabe entstehen, wenn Eigentümer oder Nutzer die Anlage in Betrieb nehmen. Denn die Vorausplanung für die Betriebsphase der Anlage wird oftmals übersehen, oder es mangelt an relevanten Details und einer entsprechenden Struktur.

Schlechte Übergabeprozesse verursachen unerwartete Kosten und verzögern die Inbetriebnahme und den Betrieb. Den Wert des Portfolios während des Betriebs zu optimieren, ist für öffentliche und private Eigentümer schwierig. Instandhaltungsmaßnahmen werden dann nur reaktiv oder in festgelegten Abständen durchgeführt, Optimierungen aufgrund der tatsächlichen Leistung sind aber nicht möglich. Außerdem verlässt man sich eher auf die gemeinsame Nutzung von Dokumenten, statt Informationen aktiv bereitzustellen. Das führt im Laufe der Zeit zu Problemen, wenn sich z. B. Lieferantenverträge ändern, Insolvenzen drohen oder Mitarbeiter das Unternehmen verlassen, was wiederum Datenverluste zur Folge hat.

Und was ist mit BIM?

BIM oder Building Information Modeling bedeutet, dass während der Entwurfs- und Bauphase 3D-Modelle entwickelt werden. Diese Modelle oder die zugehörigen Metadaten werden gelegentlich auch als Unterstützung beim Onboarding von Asset-Management-Systemen zur Verfügung gestellt. Dies bietet zwar einen gewissen Nutzen.

Doch die Vorteile des BIM-Modells machen sich nur dann bezahlt, wenn die Modelle und Daten auch über den gesamten Lebenszyklus der Anlage oder des Portfolios gepflegt werden. BIM-Modelle auf dem aktuellen Stand zu halten, kann für Unternehmen einen erheblichen Mehraufwand bedeuten, wenn Aktualisierungen manuell vorgenommen werden.

Der Aufstieg des digitalen Zwillings

Mit sinkenden Kosten für Cloud-Speicher, Internet-of-Things(IoT)-Sensoren, LiDAR-Scanning und Datenanalysen können wir unsere Anlagen genauer und kritischer bewerten. IoT-Sensoren und Leistungsanalysen mit Hilfe von Datenanalyse-Tools helfen, Informationen im BIM-Modell sichtbar zu machen. Nun können Modell und Anlage gleichzeitig aktualisiert werden. Dies ist nur ein einfacher Anwendungsfall für den digitalen Zwilling; nach Angaben von Gartner gibt es jedoch noch viele andere:

„Ein digitaler Zwilling ist die virtuelle Darstellung eines physikalischen Objektes oder Systems. Um einen digitalen Zwilling zu implementieren, wird ein einzelnes Softwareobjekt oder -modell verwendet, das ein bestimmtes physikalisches Objekt, einen Prozess, eine Einrichtung, eine Person oder eine andere abstrakte Größe abbildet. Um eine zusammenhängende Ansicht aus mehreren physikalischen Objekten, wie beispielsweise einem Kraftwerk oder einer Stadt, und die damit verbundenen Prozesse zu erhalten, können Daten aus mehreren digitalen Zwillingen aggregiert werden.”

Der Begriff „Digitaler Zwilling“ wurde 2002 in einem von Michael Grieves am Florida Institute of Technology veröffentlichten Papier über das Produktlebenszyklus-Management bekannt. Das Konzept lässt sich jedoch bis in die 1960er-Jahre zurückverfolgen, als die NASA Simulationen von Weltraumbedingungen entwickelte.

Die Zukunft von digitalen Zwillingen

Mit dem Bekanntwerden weiterer Anwendungsfälle für digitale Zwillinge wird erwartet, dass künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen die Möglichkeiten der Automatisierung weiter vorantreiben und die Datenanalyse immer prädiktiver wird. Aus konzeptioneller Sicht werden digitale Zwillinge auch als Wegbereiter für die Entwicklung hin zu Smarter Citys und die Integration mit autonomen Mobilitätslösungen gesehen.

Was bedeutet der digitale Zwilling für die AECO-Branche?

  • Die AECO-Branche sollte sich vor einem übermäßigen Hype um digitale Zwillinge in Acht nehmen und aufpassen, dass man sie nicht als Lösung betrachtet, die nach einem Problem sucht. Es ist wichtig, sich mit Anlagenbesitzern, Serviceanbietern und Endnutzern auszutauschen, um ihre Bedürfnisse genau zu verstehen
  • Es ist wichtig, sich an gemeinsamen Rahmenwerken für digitale Zwillinge zu orientieren, wie z. B. an den Gemini-Prinzipien im Vereinigten Königreich
  • Unternehmen sollten ein Informationsmanagementsystem nutzen, das den Austausch von BIM-Modellen innerhalb einer gemeinsamen Datenumgebung ermöglicht, die sich an den Vorgaben internationaler Normen wie der ISO-Norm 19650 orientiert
  • Es ist zu prüfen, welche Auswirkungen sich hinsichtlich der Zuständigkeiten bei vertraglichen und kaufmännischen Aspekten ergeben. Bedeutet der Einsatz von digitalen Zwillingen, dass Leistungsverträge abgeschlossen werden müssen?
  • Sicherheitsimplikationen von IoT-Sensoren und Cloud-Hosting
  • Kann der Einsatz von digitalen Zwillingen in der AECO-Branche nachweislich den Energieverbrauch reduzieren – sowohl im Hinblick auf die graue als auch auf die Nutzenergie?

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