Der digitale Zwilling
Digitale Zwillinge sind die nächste Evolutionsstufe der Planungsmethode BIM. Mit Digitalen Zwillingen wird ein Abbild der Realität erzeugt, das sich dynamisch weiterentwickelt. In Echtzeit können Architekten und Planer Planungsentscheidungen treffen.
Digitale Zwillinge sind digitale Darstellungen physischer Gebäude, Anlagen und Systeme im Kontext ihrer Umgebung sowie ihrer Engineering-Daten, die ein besseres Verständnis und Modellierung ihrer Leistung ermöglichen. Wie die realen Ressourcen, die sie repräsentieren, verändern sich auch Digitale Zwillinge ständig. Sie werden kontinuierlich aus mehreren Quellen aktualisiert mit Sensoren und Drohnen, um den richtigen Status oder den richtigen Betriebszustand der physischen Infrastrukturressourcen in der Praxis darzustellen. In der Tat entwickeln Digitale Zwillinge BIM (Building Information Modeling) und GIS (Geoinformationssystem) durch 4D weiter.
Digitale Zwillinge und ihre Vorteile
Mit Digitalen Zwillingen können Architekten und Ingenieure das Gebäude bzw. die Anlagen in einem Webbrowser, auf einem Tablet oder mit einem Mixed-Reality-Headset visualisieren, den Status überprüfen, Analysen durchführen und Erkenntnisse gewinnen, die Leistung von technischen Anlagen vorhersagen und optimieren, um eine bessere Entscheidung in der Planung, beim Bau und im Betrieb zu treffen. Architekten und Ingenieure können das Gebäude somit zunächst digital planen, bevor sie es physisch bauen sowie Wartungsaktivitäten planen, bevor sie in der Praxis ausgeführt werden; so minimieren sie Risiken. So können Architekten und Ingenieure mögliche Szenarien planen, dabei maschinelles Lernen nutzen und alternative Entwürfe oder Wartungsstrategien vergleichen. Die Visualisierung und Kontextualisierung von Engineering-Daten führt zu fundierten Entscheidungen und einer besseren Einbindung der Beteiligten über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg. Hier liegt auch der Mehrwert für den Architekten und Planer.
Für die Erstellung des Digitalen Zwillings sind Prozesse gefragt, die es möglich machen, Daten aus verschiedenen Datenquellen automatisiert zusammenzuführen, zu aggregieren und bei einer Änderung automatisiert fortzuschreiben. Dabei wird eine möglichst große Informationsvielfalt des Digitalen Zwillings sichergestellt, indem die Verbindung mit anderen Systemen wie beispielsweise Anlagen, Gebäudesystemen und IoT-Devices vorhanden ist.
Wie kann ein Digitaler Zwilling die Planungsarbeit unterstützen?
Standards und der Digitale Zwilling
Für Digitale Zwillinge gibt es noch keinen DIN- oder ISO-Standard. Allerdings gibt es einige Standards, die bei der Erstellung eines Digitalen Zwillings unterstützen. Der Digitale Zwilling ist im Prinzip eine Erweiterung der BIM-Methodik. Deswegen ist ein geeigneter Standard, um ein erstes digitales Zwillingsmodell zu erstellen die ISO 19650, der BIM-Standard für den Hochbau. Dieser beschreibt, wie ein Gebäude grundsätzlich digital, modellbasiert zu planen ist. Er legt fest, welche Daten erstellt und zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer übergeben werden müssen. Der BIM-Standard hilft, das Rohmodell des Digitalen Zwillings zu entwickeln, das an den Bauherrn nach der Bauausführung übergeben wird, sodass dieses Basismodell fortgeschrieben und der Digitale Zwilling über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes weitergeführt werden kann. Bei jedem Digitalen Zwilling muss entschieden werden, welche Daten gesammelt und aufgenommen und welches Ergebnis erzielt werden soll. Das Resultat ist abhängig davon, welcher Zweck anvisiert ist und welche Entscheidungen getroffen werden sollen. Dadurch variieren Digitale Zwillinge und Daten je nach Anforderung.
BIM versus Digitaler Zwilling