Vordenker
Warum der ganze Hype?
Der digitale Zwilling ist wohl einer der am meisten gehypten Trendbegriffe in Architektur, Ingenieurwesen, Bau, Objekteigentum und -betrieb (AECOO) und entwickelt sich langsam vom visionären Konzept zur umsetzbaren Realität. Angesichts der Möglichkeiten für branchenführende Unternehmen, die sich durch eine Investition in Digitalisierung und BIM (Building Information Modeling) für Gebäude- und Bauplanung und das laufende Facility Management bieten, wird diese technologische Entwicklung mit Interesse verfolgt.
Konzept des digitalen Zwillings
Wie im aktuellen ‘Digital Twin Industry Report’ von Hexagon skizziert, ist „ein digitaler Zwilling eine präzise digitale Darstellung der physischen Welt, die mithilfe dynamischer Daten eine bestimmte Leistung simuliert, analysiert, überwacht und optimiert.“ Ein digitaler Zwilling in Form eines Assets ist keine einzelne Technologie, sondern eine Kombination aus vielen bestehenden oder sogar ganz neuen Lösungen. Intelligenz wird zentral gebündelt, damit Planer, Konstrukteure, Bauherren sowie Eigentümer und Betreiber fundierte Entscheidungen zu den entsprechenden Assets, Prozessen und Aktivitäten innerhalb eines Projektes treffen können. Auf der anderen Seite ist es genauso wichtig, klar abzugrenzen, was ein digitaler Zwilling nicht ist: Dieser ist weder ein Laserscan, noch eine Sammlung von Fotos oder ein 2D-CAD-Plan und auch kein BIM-Modell. Ein digitaler Zwilling erfordert nicht einmal eine dreidimensionale Geometrie. Man kann aber einen digitalen Zwilling eines Prozesses erstellen. Im Wesentlichen basiert ein digitaler Zwilling auf strukturierten Daten, verbunden mit der Fähigkeit, sich selbst anhand neuer Daten des physischen Zwillings zu aktualisieren.
der Führungskräfte bestätigen, dass KI maßgeblich zur höheren Attraktivität digitaler Zwillinge beiträgt.
Digitaler Zwilling und Formel 1
Werfen wir nun einen Blick auf die Formel 1 – genauer gesagt, Oracle Red Bull Racing mit dem Rennwagen von Max Verstappen. Bei jedem Rennen erfassen die Onboard-Sensoren des Rennwagens erfordern ein Datenvolumen von rund 400 GB. Um das in Relation zu setzen: Das sind genug Daten, um 100.000 Songs zu speichern – wobei man fast ein Jahr lang ununterbrochen beschäftigt wäre, um sie alle anzuhören. Die Daten für sich sind dabei ohne Kontext nicht verwertbar. Das Gleiche gilt für ein detailgenaues digitales Modell eines F1 Rennwagens. Es ist zwar visuell beeindruckend, für sich genommen aber ohne größeren Wert. Werden diese Daten jedoch in einen digitalen Zwilling eingespeist, wird daraus ein leistungsstarkes Tool, mit dem das Team Funktionsfehler im Vorjahresvergleich um die Hälfte reduzieren kann. Dieser digitale Zwilling unterstützt Red Bull Racing bei bemerkenswerten 20.000 Designoptimierungen pro Rennsaison, um das volle Potenzial aus dem Rennwagen herauszuholen. Aber lässt sich dieselbe Präzision und Optimierung auch in der AECOO-Branche bei Gebäuden erzielen, die wir entwerfen, bauen und betreiben?
Bei jedem Rennen, tnehmen die Sensoren des Autos etwa
Daten auf.
Das ist die Menge von circa 100,000 Songs.
Für
der befragten Führungskräfte und Branchenvertreter entfalten ihre bisherigen Investitionen bereits jetzt einen bemerkenswerten Mehrwert.
Um über den Tellerrand zu blicken, untersuchte der ‚Digital Twin Industry Report‘ elf Branchen, von der Automobilindustrie bis zur AECO-Infrastruktur, wobei die AEC-Befragten getrennt von den Eigentümern antworteten. Von den 660 befragten Führungskräften und Branchenvertretern sehen 64 % eine immense Wertschöpfung hinsichtlich ihrer bisher getätigten Investitionen in digitale Zwillinge, ebenso 65 % der Gebäudeeigentümer. Im Vergleich dazu teilen nur 47 % der Befragten aus dem AEC-Bereich diese Ansicht – ein auffälliger Unterschied, der eine branchenabhängige Diskrepanz hinsichtlich des Nutzens digitaler Zwillinge innerhalb dieses Sektors verdeutlicht. Wo aber sehen Führungskräfte branchenunabhängig die größten Vorteile nach einer Investition in einen digitalen Zwilling? Hier wurde an erster Stelle die höhere Effizienz der Mitarbeiter, gefolgt von besseren Tools für proaktive Problemlösung sowie Risikominimierung, genannt.
Warum jetzt? Treiber des digitalen Zwillings
Die AECOO-Branche befindet sich an einem Wendepunkt. Technologien, die vor wenigen Jahren noch in den Kinderschuhen steckten, sind heute ausgereift und bieten nun konkrete Renditen. Josh Marriot, langjährige Führungskraft bei The Weitz Company, sagt dazu: „Wir befinden uns als Branche in einer Phase des Umbruchs und ich sehe, dass sich diese Entwicklung noch beschleunigt.“ Auch der Druck wächst von allen Seiten, kritische Themen wie Nachhaltigkeit anzugehen. Acht von zehn Unternehmen, die in digitale Zwillinge investiert haben, geben an, dass sie dadurch eine Reduzierung der CO₂-Emissionen verzeichnen konnten. So stellt das Weltwirtschaftsforum (WEF) fest, dass digitale Zwillinge zusammen mit KI dank Predictive Maintenance und Berichterstellung in Echtzeit die Emissionsreduzierung weiter beschleunigen. Kommen wir zurück auf die AECOO-Branche. Den größten Nutzen eines digitalen Gebäude-Zwillings ziehen weder Designer, noch Bauplaner oder Betreiber. Es sind alle genannten zusammen. Solange wir also keine einheitlichen Ziele und Vorgaben erreichen, wird es den utopischen digitalen Zwilling nicht geben.
Ausblick
Mark Cichy vom amerikanischen Architekturbüro HOK, sagt dazu: „Wir sollten strategischer vorgehen, und zwar Schritt für Schritt.“ Das ist vermutlich der effektivste Weg, um das Potenzial digitaler Zwillinge in vollem Umfang ausschöpfen zu können. Bei den Anwendern, die bereits mit digitalen Zwillingen arbeiten, übertreffen die Vorteile oftmals die anfänglichen Erwartungen. Falls digitale Zwillinge bislang nicht zum Ein- satz kamen, besteht eine deutliche Diskrepanz zwischen dem erwarteten Nutzen dieser Zielgruppe und den tatsächlichen von Anwendern reflektierten Vorteilen. Ins- besondere unter dem Aspekt besserer Zusammenarbeit, proaktiver Problemlösung sowie höherer Zuverlässigkeit stellen digitale Zwillinge ihren Wert unter Beweis, auch wenn diese Relevanz zunächst unterschätzt wird.
Digitaler Zwilling und KI
Ohne Zweifel ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz derzeit branchenunabhängig das am häufigsten disku- tierte Technologiethema. Für deren tägliche Nutzung im Unternehmen sei laut AECOO-Branche noch ein höheres Maß an technischer Entwicklung notwendig.
der Führungskräfte bestätigen, trägt die KI zweifellos bereits jetzt maßgeblich zur höheren Attraktivität digitaler Zwillinge bei.
KI hat das Potenzial, Arbeitsabläufe erheblich zu be- schleunigen, Routineaufgaben zu übernehmen und zu automatisieren. Aber vor allem stellt sie eine neutrale, gut strukturierte Datenerfassung und damit eine einfache Datenanalyse und -verarbeitung sicher. Das ist ein beson- ders wichtiger Aspekt, wenn es darum geht, dass digitale Zwillinge nicht nur als zentraler Informations-Hub eines Projektes dienen, sondern sich darüber hinaus zu einem System für Predictive Maintenance und exakte Simulation realer Szenarien weiterentwickeln.
Der Einfluss von KI ist umfassend und reicht von der Erstellung digitaler Zwillinge bis zu Daten-Updates in Echtzeit inklusive deren einfacher Zugänglichkeit, um Anwendern intuitive, leicht verfügbare und datengestützte Erkenntnisse bereitzustellen.
Zukünftige Entwicklung
Wohin also könnte uns der digitale Zwilling in der AECOO- Industrie führen? Der Wendepunkt erfolgt durch die Konvergenz unterschiedlicher Technologien. BIM, Sensoren, IoT, KI, digitale Zwillinge und unzählige weitere Innovationen verschmelzen zu integrierten Lösungen. Herausforderungen treiben den Wandel voran, und falls dieser zum Besseren führt, ist deren Bewältigung dabei oft weniger komplex, als es zunächst scheinen mag. Digitale Zwillinge werden als innovatives Tool nicht nur unsere Gebäude verändern, sondern auch die Art und Weise, wie wir diese leben und managen. Jetzt ist es an der Zeit, diesen Wandel anzunehmen und das Potenzial, das sich uns bietet, voll auszuschöpfen.
