Digitaler Zwilling 07.01.2021, 13:57 Uhr

Nächster Schritt beim digitalen Gebäudemodell

Die Digitalisierung der Bauprozesse wird immer weiter vorangetrieben. Einer der nächsten Schritte ist der Digitale Zwilling eines Gebäudes. Bentley Systems arbeitet bereits intensiv mit der neuen digitalen Darstellung von Daten. Wir haben daher mit Bethanie Buerger, Director Product Management, Project Delivery von Bentley Systems über den neuen Schritt beim digitalen Gebäudemodell gesprochen.

Eine ganzheitliche Lösung für das Baumanagement Foto: Bentley Systems

Eine ganzheitliche Lösung für das Baumanagement

Foto: Bentley Systems

Was ist ein digitaler Zwilling und wie funktioniert er?

Die Umstellung auf Digitaltechnik ist die Hauptstrategie von Bentley Systems und seinen Kunden, um die Umsetzung von Infrastrukturprojekten und die Leistung der Anlagen zu verbessern. Der wichtigste Teil unserer Strategie für die digitale Entwicklung ist die Nutzung digitaler Zwillinge. Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Darstellung einer physisch vorhandenen Anlage, eines Prozesses oder Systems sowie der technischen Informationen, mit denen wir ihre Leistung verstehen und modellieren können. Digitale Zwillinge werden kontinuierlich mit Daten aus verschiedenen Quellen, zum Beispiel Sensoren und kontinuierlicher Vermessung aktualisiert, um ihren Status, Zustand oder ihre Position nahezu in Echtzeit darzustellen. Genau diese Möglichkeit, den digitalen Zwilling ständig zu aktualisieren, verschafft unseren Anwendern einen Wettbewerbsvorteil gegenüber statischen 3D-Modellen. Digitale Zwillinge im Bereich Infrastruktur, bekannt als iTwins, ermöglichen es Anwendern, Anlagen zu visualisieren, Änderungen nachzuverfolgen und die Anlagenleistung zu optimieren. Sie werden zudem kontinuierlich mit Daten aus der physisch vorhandenen Anlage aktualisiert. Diese Daten werden verwendet, um die Leistung der Anlage zu verstehen und zu modellieren.

Wie wird ein digitaler Zwilling erstellt?

Digitale Zwillinge sind nunmehr aufgrund einer Konvergenz von Technologien möglich, darunter 3D-/4D-Visualisierung, Reality Modeling, Mixed Reality und Geotechnik. iTwins verbindet Daten aus verschiedenen Arten von Datenspeichern, darunter BIM-Modelle, Zeichnungen, Spezifikationen, Dokumente, Analysemodelle, Fotos, Realitätsraster, IoT-Feeds und Daten zur Verwaltung von Unternehmensressourcen und Unternehmensanlagen. Um unsere Anwender bei der Digitalisierung zu unterstützen, bietet Bentley die iTwin Services an. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Cloud-Diensten, mit denen Unternehmen iTwins erstellen, visualisieren und analysieren können.

Bentley ist außerdem dem buildingSMART International-Programm als multinationales Mitglied beigetreten und bringt somit eine Fülle an Wissen und Fachkenntnissen in das Programm für Normen und Lösungen ein. iTwins unterstützen das IFC-Datenschema von buildingSMART und bieten der IFC-Community spannende Möglichkeiten für offene, interoperable Methoden der Arbeit mit digitalen Zwillingen. IFC (Industry Foundation Classes) ist ein branchenspezifisches Datenmodell-Schema. iTwins von Bentley kann IFC-Geometrie- und Geschäftsdaten – über eine iModel Bridge für IFC – konsumieren und Momentaufnahmen in IFC exportieren. Bentley plant, die iModel Bridge für IFC zu der Open-Source-Plattform iModel.js für digitale Zwillinge hinzuzufügen.

Auswirkungen der Entscheidungen durch den digitalen Zwilling vorhersagen

Worin bestehen neben der Verbesserung der Visualisierung und der Optimierung der Anlagenleistung noch andere Vorteile des Einsatzes eines digitalen Zwillings in der Baubranche?

Mit iTwin Design Insights von Bentley erhalten Projektteams einen analytischen Einblick in ihre Arbeit, mit dem sie die Auswirkungen von Designentscheidungen auf Kosten, Zeitplan, Mengenabnahme, Sicherheit und andere wichtige Key Performance Indicators (KPIs) zu einem früheren Zeitpunkt im Projektablauf verstehen können. Anwender erhalten die Möglichkeit, Hotspots über einen bestimmten Zeitraum hinweg zu identifizieren, um potenzielle Konflikte zwischen Fachrichtungen sowie Projektrisiken im Vorfeld zu erkennen. Darüber hinaus haben Anwender eine einfache Möglichkeit, ein Business Intelligence Dashboard für digitale Zwillinge zu erstellen. Die Lösung lässt sich in Microsoft Power BI integrieren und erleichtert die Erstellung personalisierter Live-Dashboards.

Warum sollten digitale Zwillinge in der Baubranche eingesetzt werden?

Digitale Zwillinge helfen Anwendern, datengestützte Entscheidungen zu treffen und vorhersehbare Ergebnisse zu erzielen. Im Falle von iTwins erstrecken sie sich über den gesamten Lebenszyklus der Anlage, sodass Anwender in allen Phasen fundiertere Entscheidungen treffen und bessere Ergebnisse erzielen können. iTwins ermöglichen es Anwendern, Logistik- und Projektzeitpläne zu simulieren, den Fortschritt zu verfolgen, Statusüberprüfungen abzuschließen und ein aktuelles 4D-Modell anzuzeigen. Alle baubezogenen Informationen werden an einem Ort abgerufen, einschließlich der Anlagen-Tags, Arbeitsaufträge, Wartungsdatensätze, Prüfdatensätze und der Details zur Arbeitsplanung.

Nachfolgend seien einige der Wettbewerbsvorteile genannt, die Anwender durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen bei ihrer Arbeit erzielen können.

  • Projekt-Visualisierung: Digitale Zwillinge ermöglichen es Anwendern, Bausequenzen und Simulationen rasch durchzuführen, sodass sie Fehler vor dem Bau erkennen und beheben können.
  • Projektteams reduzieren den Zeitaufwand und damit die Kosten für den Bauherren.
  • Sie können die Projektanalysen festlegen, bevor sie sich auf die Baustelle begeben.
  • Sie können eine erhebliche Senkung der Produktionskosten erreichen.
  • Sie können die Projektkosten senken und gleichzeitig auf alle Projektdaten und Detailinformationen einer Anlage zugreifen, während diese den Lebenszyklus eines Projekts durchläuft.
  • Digitale Zwillinge ermöglichen eine Echtzeit-Projektüberwachung mit visualisiertem Kontext.

Digitale Zwillinge erweitern lineare Projekte

Wie können digitale Zwillinge den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks unterstützen – von der Planung über die Ausführung bis hin zum Betrieb?

Ein digitaler Zwilling unterstützt den gesamten Lebenszyklus eines Projekts und einer Anlage innerhalb eines Projekts. Ein digitaler Zwilling ermöglicht:

  • Kollaboration – Jeder Projektbeteiligte kann Projektdaten und -informationen zwischen Baustelle und Büro austauschen und an beiden Orten darauf zugreifen.
  • Echtzeit-Datenmanagement – Sammeln Sie Echtzeitdaten, um Ihre Reaktionszeit bei Problemen zu verkürzen.
  • Analyse – Nutzen Sie intelligente Daten, um fundierte Entscheidungen zu treffen.

Zu Bentleys Engagement für digitale Zwillinge gehören auch: der iTwin Design Review, der schnellere Planungsprüfungssitzungen ermöglicht und die Planungskoordination verbessert; die iTwin Design Validation, die die Vollständigkeit und Qualität von BIM-Daten überprüft; iTwin Design Insights, das Benutzern hilft, wichtige Key Performance Indicators zu visualisieren, einschließlich Kosten, Zeitpläne und Mengenabnahmen; iTwin Immersive Asset Service, mit dem sich Anwender aktuelle operative Daten aus dem digitalen Zwilling anzeigen lassen können, indem sie einfach auf eine Anlage klicken.

In welchen Bereichen der Baubranche ist die Nutzung eines digitalen Zwillings von Vorteil? Wie profitiert zum Beispiel eine Wohnungsbaugesellschaft vom digitalen Zwilling, und wie kann ein Betreiber von Brücken oder Tunneln einen digitalen Zwilling nutzen?

Wir können die Wohnungsbaugesellschaft nicht selbst fragen, aber wir können davon ausgehen, dass sie von den gleichen Funktionen eines digitalen Zwillings profitieren würde.

Für den linearen Raum, zum Beispiel für Brücken und Tunnel, kann ein digitaler Zwilling zusätzlich zur SYNCHRO 4D-Baumodellierung folgende Funktionalität bieten:

  • Aufteilung von Modellen – Wir können lineare Entwurfsmodelle eines Projekts in Entwurfskomponenten/-bestandteile untergliedern und diese verwenden, um einen Bauzeitplan zum Beispiel danach zu erstellen, wie viele Personen wir benötigen und wann wir diese benötigen.
  • Mengenermittlung – Wir können digitale Zwillinge verwenden, um zu schätzen, was Sie in Bezug auf Arbeitskräfte und Material für die bauseitige Realisierung Ihres Projekts benötigen. Diese Arbeits- und Materialkostenermittlung, die in der Regel manuell erfolgt, kann nunmehr automatisiert werden, um Kostenvoranschläge für Material schnell und einfach zu berechnen.
  • Mit der 4D-Modellierungstechnologie von Bentley können Sie den bauseitigen Aspekt Ihres Projekts virtuell und visuell planen, terminieren und kontrollieren.

All diese Funktionen schaffen einen Mehrwert und machen einen digitalen Zwilling für lineare Projekte wertvoll.

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Von Heike van Ooyen

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