Digital Twins und die digitale Baubranche

June 17, 2021 Katrin Wellenberg

Digitalisierung im Baugewerbe

Digital Twins als Wegweiser der digitalen Baubranche  

Im digitalen Zeitalter, welches durch digitale Technologien wie das Internet der Dinge, Augmented Reality, 3D Drucker und Künstliche Intelligenz (KI) geprägt ist, ist die Digital Twin Technologie ein weiteres Instrument.  Es ist davon auszugehen, dass Digital Twins im Zentrum der digitalen Transformation im Bereich der Gebäudeplanung stehen werden. 

Was es mit der Technologie auf sich hat, wie sie funktioniert und weshalb sich eine Weiterbildung auf dem Gebiet für Akteure innerhalb der Baubranche lohnt, erklären wir Schritt für Schritt. 

Was sind Digital Twins?

Zunächst einmal stellt sich die Frage, was sich hinter dem Begriff "Digital Twins" verbirgt.

Wie der Name schon sagt, geht es um eine exakte digitale Kopie, respektive einer exakten Abbildung eines analogen Kosmos. Im Grunde genommen ist ein "digitaler Zwilling" (deutsch für Digital Twin) eine virtuelle Repräsentation aller Elemente und Dynamiken eines "Internet of Things" Vehikels.

Was ist mit Internet of Things gemeint?

Internet of Things 

Das Internet of Things (zu Deutsch: Internet der Dinge) beschreibt Maschinen und Anlagen, die über eine Netzanbindung und entsprechende Software miteinander kommunizieren. Es handelt sich um eine Art digitale Infrastruktur. Geräte werden in einem Haushalt oder Gebäudekomplex zum smarten, interaktiven Systemteilnehmer. Ein Beispiel sind die vielen, bereits etablierten Smart Home-fähigen Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen und Kühlschränke, die sich den schwankenden Netzauslastungen und variablen Strompreisen anpassen. Doch diese intelligenten Geräte sind nur ein Bruchteil dessen, was digitale Lösungen künftig leisten.

Mehr über IoT in der Gebäudetechnik. 

Wie sehen Gebäudetechnik und die digitale Baustelle von morgen aus? 

Wie die Digital Twin Technologie den Lebenszyklus von Gebäuden künftig optimieren kann soll das folgende Beispiel zeigen.

Angenommen in einem Bürokomplex sind Elektrogeräte wie Drucker, Computer, Leuchtmittel und ähnliches mit dem Internet verbunden und somit im Detail analysierbar, so lassen sich alle relevanten Daten zu den Geräten auslesen und digital abbilden. Solche Daten können den Stromverbrauch, die Lasten, das Nutzungsverhalten der User, aber auch Prozessdaten wie Booting Geschwindigkeiten, oder Arbeitsspeicher abdecken. Die Gesamtheit aller Daten und die räumlichen und zeitlichen Beziehungen zwischen den Geräten sind Voraussetzung dafür, die Effizienz zu steigern. Und dies hinsichtlich ökologischer, ökonomischer und sozialer Kriterien.

 digitale Gebäudetechnik

Die Echtzeitanalysen sind für den Gebäudebetrieb ein großer Mehrwert. Mit dem Einsatz von BIM könnten Digital Twins schon in der Planungsphase eines Projektes zum Tragen kommen. Die Simulation basierend auf Big Data kann veranschaulichen, wie einzelne Elemente sich gegenseitig beeinflussen. Somit kann eine Auskunft über den Lebenszyklus einzelner Elemente gegeben werden. Dabei können Prognosen über die Toleranzen hinsichtlich äußerer Einflüsse wie Klima, Nutzungsverhalten und ähnliches gegeben werden. Optimierungen können somit von Anfang an vorgenommen werden und maßgeblich zu einem nachhaltigen Gebäudemanagements beitragen. 

Somit können flüchtige Fehler nicht nur frühzeitig vermieden werden, sondern lernfähige Programme können künftige Problemstellungen antizipieren und bewusst machen. 

Was ist der Unterschied zwischen BIM und Digital Twins?

Während BIM (Building Information Modeling) bereits realitätsnahe 3D Darstellungen von Gebäuden anhand zahlreicher Daten ermöglicht, geht ein Digital Twin deutlich weiter. Hier werden alle Elemente der Geräte abgebildet und durch Fütterung von Echtzeit-Daten in Beziehung zueinander gesetzt. Während BIM ein großer Baustein der Digital Twin Technologie ist, kann der digitale Zwilling auch Verhalten und Beziehungen einzelner Geräte untereinander verstehen. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz optimieren sich Planungen somit quasi von selbst.

Die Digital Twin Technologie stellt somit die Gesamtheit zahlreicher Daten-Erfassungs-Tools und deren Interpretation Fähigkeiten dar. 

3D Modellierung als Kernelement 

Das genaue Erfassen der Räumlichkeiten und der darin enthaltenen Objekte durch sogenannte 3D Scan Technologien ist im Gebäudemanagement unerlässlich. 

Mithilfe von 3D Scannern werden zahlreiche Datenpunkte, wie Flächen, Kanten und Rundungen innerhalb eines Raumes erfasst und als Fixpunkte codiert. Spezielle 3D Modellierungssoftware kann diese zahlreichen vom 3D-Scan Gerät erfassten Datenpunkte, die in ihrer Gesamtheit auch als “Punktwolke” bezeichnet werden, im Anschluss visualisieren. Somit können Berechnungen und Modelle auch abseits der eigentlichen Baustelle, bzw. der Objektfläche durchgeführt werden. 

Die Trimble eigenen Software-Lösungen, welche unter anderem auch z.B. Architekten in ihrer täglichen Arbeit unterstützen können, sind auf die heutigen Anforderungen bestens eingestellt und garantieren eine schnelle und präzise Datenverarbeitung. Lesen Sie mehr dazu hier.

Punktwolke

Fazit: 

Die Effizienz im Bauwesen ist auf Grund von mangelnden Fachkräften, Produktivitäts- und Preisschwankungen, sowie sich stetig ändernde Umweltanforderungen insgesamt ein großes Manko. Die Digital Twin Technologie soll hier Abhilfe schaffen, indem frühzeitig die Weichen für einen problemlosen Projektablauf gestellt werden können. Die Trimble Produktwelt bietet hierfür zahlreiche Tools, darunter die Real Works 3D Modellierungssoftware und Trimble Connect. Diese ermöglichen die zentrale cloud basierte Projektplanung- und Abwicklung im orts-und zeitunabhängigen Team.

Bei Fragen zur Digital Twin Technologie und den Möglichkeiten bei Trimble informiert das Vertriebs-Team Sie gerne umfassend.

Nehmen Sie hier Kontakt auf. 

Über den Autor

Katrin Wellenberg

Katrin Wellenberg ist freiberufliche Texterin, Übersetzerin und Bloggerin in den Sparten Kultur, Lifestyle und Industrie.

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