Bühne frei für digitale Zwillinge

Der Begriff »digitaler Zwilling« erfreut sich in der Infrastrukturbranche wachsender Beliebtheit. Fachleute aller Richtungen sprechen davon, wie digitale Zwillinge unsere Arbeit verbessern können.

07. August 2019
Bühne frei für digitale Zwillinge
Digitale Zwillinge können die Planungskoordination verbessern, indem Änderungen verschiedener Versionen anhand einer Zeitleiste visualisiert werden. (Bild: Bentley Systems)

Und nicht nur die technischen Vorteile sind in aller Munde, sondern auch wie digitale Zwillinge die gesamte Infrastruktur voranbringen können. In den nächsten 12 bis 18 Monaten heißt es: Bühne frei für digitale Zwillinge.

Was sind digitale Zwillinge?

Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentation einer physischen Anlage, eines Prozesses oder eines Systems sowie der technischen Informationen, mit denen wir seine Leistung verstehen und gestalten können. Üblicherweise kann ein digitaler Zwilling laufend anhand mehrerer Quellen aktualisiert werden, einschließlich Sensoren und kontinuierliche Überwachung, um den Status, den Betriebszustand oder die Position nahezu in Echtzeit darzustellen. Mit einem digitalen Zwilling können Anwender die Anlage visualisieren, den Status überprüfen, Analysen durchführen und die Anlagenleistung vorhersagen und optimieren.

Was unterscheidet digitale Zwillinge von BIM?

Digitale Zwillinge entwickeln sich in hohem Tempo über BIM hinaus und ermöglichen anlagenbasierten Unternehmen, ihre Entwicklungs-, Betriebs- und Informationstechnologien zu realitätsnahen Visualisierungen und anschaulichen Analysen zu verbinden. Diese Fähigkeiten werden durch die Kombination von 3D/4D-Visualisierung, Reality Modeling, Mixed Reality (XR) und geotechnischem Engineering ermöglicht. So entsteht eine realistische und ganzheitliche Ansicht der Infrastrukturanlagen über und unter der Erde.

Bei Bentley bezeichnen wir digitale Zwillinge als »aktiv« oder »Dauerbrenner«, um die wichtigsten Unterschiede zu BIM hervorzuheben. Digitale Zwillinge sind aktiv, weil sie den aktuellen Status, Standort oder Zustand der Anlage widerspiegeln. Für diese Darstellung werden meistens Daten von ständigen (4D-)Untersuchungen, Drohnen oder LiDAR, Sensoren und Internet-der-Dinge-Feeds (IdD) sowie geotechnische Engineeringdaten zur realen Position und zum realen Umfeld der Anlage verwendet. Digitale Zwillinge sind Dauerbrenner, weil sie die vergangenen Zustände der Anlage und Änderungen der Entwicklungsdaten erfassen. Durch diese Fähigkeiten können Anwender mit dem digitalen Zwilling interagieren und durch die Zeit gehen, um zu sehen, wer welche Änderungen durchgeführt hat und wann sie durchgeführt wurden. Für digitale Zwillinge sind »Kontext«, »Chronologie« und Komponenten erforderlich.

Kurz gesagt sind digitale Zwillinge eine Kombination oder Föderation von Daten verschiedener Arten von Daten-Repositories – Dokumenten, Zeichnungen, Spezifikationen, Fotos, Realitätsrastern, IdD-Feeds, Aufträgen und Wartungsaufzeichnungen. Sie bieten die ideale Plattform für die Anwendung von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz, um Informationen zu erhalten und bessere Entscheidungen für Infrastrukturanlagen zu ermöglichen.

Was sind die Vorteile von digitalen Zwillingen?

Digitale Zwillinge überdauern den gesamten Lebenszyklus der Anlage. Bei CapEx-Projekten bieten digitale Projektzwillinge eine risikofreie Möglichkeit, um den Bau, die Logistik und die Herstellungsabläufe in der Lieferkette zu simulieren, das Design für Passagierströme zu optimieren und Stakeholdern Visualisierungen von Notfallevakuierungen und Systemen für den Schutz vor Überschwemmungen und/oder Unwettern zu bieten. Bei OpEx-Projekten werden digitale Leistungszwillinge zum 3D/4D-Betriebssystem des Unternehmens, wo Änderungen von Anlagen auf einer Zeitleiste festgehalten werden.

Durch die Anwendung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) soll langfristig ein realitätsnaher digitaler Betrieb erreicht werden. Digitale Zwillinge helfen dann bei der Bereitstellung von klaren Analysedaten und Erkenntnissen, um die Effektivität des Betriebspersonals zu verbessern, Probleme vorwegzunehmen und zu vermeiden, bevor sie auftreten, und schnellere und zuversichtlichere Reaktionen zu ermöglichen.

Durch den Einsatz von Drohnen, Robotern und einer KI-basierten Computervision wollen wir Inspektionsaufgaben in Zukunft mit einem aktiven digitalen Zwilling automatisieren. Experten können dadurch Inspektionen aus der Ferne durchführen, wodurch die Produktivität maßgeblich gesteigert und das Know-how knapper Ressourcen optimal genutzt werden kann.

Wie sieht die Zukunft digitaler Zwillinge aus?

Digitale Zwillinge werden die Planung, Bereitstellung und Verwaltung von Infrastruktur grundlegend verändern. Mit digitalen Zwillingen können wir nachhaltigere und haltbarere Infrastruktur für zukünftige Generationen schaffen. Je zugänglicher die Informationen und je offener die Plattform, desto größer ist die Chance, dass Daten wertbringend wiederverwendet werden können. Brian Robins, Vice President, Product and Industry Marketing, Bentley Systems

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