Digital Twin: Digitaler Zwilling am Beispiel Bauwesen einfach erklärt

Revolutioniert der digitale Zwilling das Bauwesen? Wir erklären, was ein Digital Twin ist, welche Vorteile die Technologie hat und geben Beispiele für die Anwendung
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Stellen Sie sich vor,  Ihnen würde während der Herstellung eines Produkts (oder im Falle eines Gebäudes während des Baus) eine exakte digitale Kopie dieses Objekts vorliegen. Und diese könnten Sie analysieren, um sicherzustellen, dass alles genau nach Plan funktioniert – wäre das nicht überaus hilfreich?

Wie das mit einem Digital Twin funktioniert und welche Vorteile die Anwendung bringt, erfahren Sie hier.

Was ist ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling, im Englischen Digital Twin genannt, ist laut Definition „eine realistische digitale Darstellung von Objekten, Prozessen oder Systemen in der gebauten oder natürlichen Welt“ (Quelle: CDBB).

Einfach ausgedrückt ermöglicht ein virtueller Zwilling eine frühzeitige Bewertung der Realisierbarkeit eines Produkts und kann dazu beitragen, zwischen den Beteiligten während der Umsetzung das Verständnis und die Zusammenarbeit zu verbessern.

Wie funktioniert ein Digital Twin?

Daten sind der Schlüssel zum Erfolg eines digitalen Zwillings. Anhand von Daten kann das virtuelle Modell für Simulationen, die Untersuchung von Leistungsproblemen und die Entwicklung möglicher Verbesserungen verwendet werden. Dies dient alles dem Ziel, wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen, die dann wieder auf das ursprüngliche physische Objekt angewendet werden können.

Welche Vorteile hat der digitale Zwilling?

Einer der Vorteile des Digital Twins ist es, dass er mit seinem physischen Zwilling verbunden ist. Auf der Grundlage von Daten des physischen Objekts oder Systems „schafft ein digitaler Zwilling besonders durch die verbesserte Entscheidungsfindung einen Mehrwert, was zu positivem Feedback für den physischen Zwilling führt“ (Quelle: CDBB).

Ein digitaler Zwilling verarbeitet große Datenmengen und leitet daraus wichtige Erkenntnisse für die Praxis ab. Das führt zu verbesserten Produkten und ermöglicht neue Geschäftsmodelle. Außerdem müssen Unternehmen weniger physische Prototypen erstellen und sparen dadurch Kosten. Ein weiterer Vorteil des digitalen Zwillings ist die frühe Erkennung von Problemen, sodass Ausfallzeiten verhindert und unnötige Wartungen vermieden werden können.

Welche Anwendungsbeispiele des Digital Twins gibt es?

Die Anwendung des digitalen Zwillings ist in vielen Bereichen möglich. Die Anfänge des digitalen Zwillings liegen Berichten zufolge beispielsweise bei der NASA. Die US-Raumfahrtbehörde suchte nach identischen Szenarien, um Astronaut:innen bei der Bewältigung der Strapazen von Raumfahrten zu unterstützen.

Digitaler Zwilling im Bauwesen für Gebäude
Digitale Zwillinge finden zum Beispiel in der Planung von Gebäuden Anwendung. © Adobe Stock/ Gorodenkoff

Ein weiteres Beispiel für den digitalen Zwilling ist im Einzelhandel zu finden. Dort kann die Technologie zur Optimierung von Lieferketten eingesetzt werden. In der Produktion wird mithilfe der Digital Twins der Produktionsprozess simuliert und im Bauwesen können dadurch Gebäude besser geplant werden.

Digitaler Zwilling im Bauwesen – eine technologische Revolution?

Der Einsatz digitaler Zwillinge im Bauwesen kann die Anwendung moderner Methoden wie Modul- und Fertigbau beschleunigen. Das Bauunternehmen Lendlease berichtet, dass sich mithilfe digitaler Zwillinge Anforderungen an das nachhaltige Bauen mit den Zielen der Projektgestaltung in Einklang bringen ließen.

Digitale Zwillinge unterstützen nachhaltiges Bauen

Laut dem Unternehmen können digitale Zwillinge schon vor dem ersten Spatenstich den voraussichtlichen CO2-Fußabdruck und die Energieeffizienzklasse eines Projekts ermitteln. „Darüber hinaus können dank der Technologie die verschiedenen Bauteile in einer Fabrik gefertigt und dann vor Ort montiert werden. Auf diese Weise können Gebäude nicht nur leicht errichtet, sondern im Sinne der Kreislaufwirtschaft auch demontiert und wiederverwendet werden.“

Dank Digital Twin Zeit und Kosten sparen

Lendlease berichtet, dass ein digitaler Zwilling bei der Prüfung der Realisierbarkeit eines 29-stöckigen Hochhauses aus Holz in Melbourne eine wichtige Rolle spielte.

Das Bauunternehmen erläutert weiter, dass noch nie Holz für ein so hohes Gebäude verwendet wurde. „Die Einbeziehung der Prozesse und Materialien des Projekts in den digitalen Zwilling zeigte Optionen auf und ermöglichte den Bauherren ein genaueres Verständnis der Prozesse und Kosten.“

Obwohl der Planungsprozess noch nicht weit fortgeschritten war, hat der digitale Zwilling des Hochhauses laut Lendlease bereits Aufschluss darüber gegeben, wie sich der Zeitplan des Projekts aktiv straffen und die Kosten senken lassen.

Wie sieht die Zukunft des digitalen Zwillings aus?

Wohin kann sich die Technologie des digitalen Zwillings entwickeln? Das CDBB verfolgt die Vision eines „nationalen digitalen Zwillings“, in dem eine beliebige Anzahl digitaler Zwillinge zu einem Ökosystem kombiniert werden soll. Der Zwilling soll auch eine Reihe von Sektoren umfassen und über sicher geteilte Daten vernetzt werden.

Laut CDBB wäre ein solches Ökosystem nie abgeschlossen, sondern würde mit dem Wachstum der Infrastruktur und anderer Sektoren ständig weiterentwickelt werden. Im Grunde wäre es ein ständig wachsender, sich weiterentwickelnder digitaler Spiegel der uns umgebenden Realität.

Fazit: Digital Twins bieten zahlreiche Vorteile

Als Abbild der Realität helfen Digital Twins dabei, in Echtzeit Entscheidungen treffen zu können. Im Bauwesen unterstützen digitale Zwillinge Architekt:innen und Planer:innen bei der Entscheidungsfindung und sind somit die Weiterentwicklung der Planung mit BIM-Software.

Wie BIM und digitaler Zwilling zusammenarbeiten, erfahren Sie im verlinkten Artikel. Möchten Sie mehr über den digitalen Wandel erfahren, empfehlen wir Ihnen außerdem unseren Artikel zur Digitalisierung in der Baubranche.

Was sollten Bauunternehmen über BIM und digitale Zwillinge wissen?

Titelbild © Bluebeam, Bild 1 © Adobe Stock/Gorodenkoff