Digitale Zwillinge im Asset Management: umfassender Leitfaden und vertiefende Einblicke

Sicherlich haben Sie bereits häufig von digitalen Zwillingen (Digital Twins) und den Vorteilen gehört, die diese Technologie während des Planungs-, Bau- und Betriebsprozesses eines Bauwerks bieten kann. Der Kontext von Architektur, Ingenieurwesen und Bauwesen ist sicherlich nicht der einzige, der von den Möglichkeiten der sogenannten „digitalen Zwillinge“ profitieren kann: Erfolgreiche Anwendungen wurden in zahlreichen anderen Sektoren entwickelt.

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Nützlichkeit der digitalen Zwillinge im Bereich des Asset-Managements: das heißt, die Nutzung eines digitalen Zwillings, der mit BIM-Daten, IoT, technischen Dokumenten und Managementsystemen verbunden ist, um physische Assets während des gesamten Lebenszyklus zu überwachen, zu warten und zu optimieren.

Im Bauwesen wird der digitale Zwilling wirklich effektiv, wenn er aus einem openBIM-Prozess entsteht: das IFC-Modell, die Vermessungsdaten, die Dokumente, die IoT-Sensoren, die Wartungstickets und die Baustelleninformationen tragen zur Erstellung einer einzigartigen, abfragbaren und im Laufe der Zeit aktualisierbaren digitalen Umgebung bei.

Ab heute können auch Sie beginnen, Ihre Prozesse im Asset-Management mit Hilfe einer Digital Twin Software zu verbessern. Testen Sie sofort dieses leistungsstarke System und beginnen Sie, die Informationen, die Ihnen Ihre digitalen Zwillinge liefern, zu nutzen, um die Leistung Ihrer Assets zu analysieren, eventuelle Ineffizienzen zu identifizieren, Wartungsmaßnahmen zu planen, alle Aktivitäten in Echtzeit zu überwachen und künftige Strategien für das Management Ihrer Ressourcen zu optimieren.

Lassen Sie uns gemeinsam die Vorteile und Möglichkeiten entdecken, die sich aus der Kombination von digitalen Zwillingen und Asset-Management ergeben!

Was ist der digitale Zwilling im Asset-Management?

Ein digitaler Zwilling kann als die virtuelle Kopie, die in jedem Detail treu und ständig aktualisiert ist, eines Objekts aus der realen Welt betrachtet werden. Er stellt ein digitales Modell dar, das physische Elemente wie Gebäude, Anlagen, Infrastrukturen oder ganze Städte repräsentieren kann, aber auch weitere Entitäten wie Systeme, Prozesse, Lieferketten und so weiter.

Dieses virtuelle Modell wird auf der Grundlage von genauen Daten erstellt und bleibt „verbunden“ mit dem bestehenden Objekt über den gesamten Lebenszyklus, um dessen Design, Verhalten, Leistung und andere relevante Parameter in Echtzeit zu erfassen.

Im Bereich des Asset-Managements ist die Technologie der digitalen Zwillinge von grundlegender Bedeutung, da sie hilft, Informationen an einem einzigen Ort zu konzentrieren und es Unternehmen ermöglicht, die Prozesse der Verwaltung und Wartung ihrer Ressourcen zu optimieren.

Bei Gebäuden und Infrastrukturen ist der digitale Zwilling nicht nur ein 3D-Modell. Es handelt sich um ein Informationssystem, das folgende Daten enthalten kann:

• BIM-Geometrien und IFC-Modelle;
• technische Eigenschaften der Elemente;
• Klassifizierungen und Kodierungen der Assets;
• Technische Datenblätter, Unterlagen, Fotos, Berichte und Dokumente;
• IoT-Daten von Sensoren und Geräten;
• Tickets, Wartungspläne und Historie der Wartungsmaßnahmen;
• Informationen aus Vermessungen, Punktwolken, 360-Grad-Fotos und Mesh-Modellen;
• Dashboards zur Überwachung von Leistung, Anomalien und operativen Prioritäten.

Durch die Nutzung digitaler Zwillinge ist es möglich, genaue Informationen über die Funktionalitäten der Assets in Bezug auf ihre Nutzungsdauer zu sammeln und einen proaktiven Ansatz zu verfolgen, der hilft, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern und deren operative Leistung zu verbessern.

Digitale Zwillinge im Asset Management

Wie integriert man digitale Zwillinge und Asset-Management?

Der erste Schritt zur Integration der Technologie des digitalen Zwillings in die Prozesse des Asset-Managements besteht darin, ein 3D-digitales Modell des zu verwaltenden Systems zu erstellen.

Dieser Prozess kann mithilfe spezieller Software entwickelt werden, die es ermöglicht, digitale Kopien der Assets zu modellieren und alle zum Zeitpunkt verfügbaren Informationen (wie die Daten zur Installation, die in dieser ersten Phase festgestellten Risiken, die physikalischen Attribute der Ausrüstung usw.) einzufügen.

Um einen echten „digitalen Zwilling“ zu erhalten, muss das erstellte Modell mit den vorhandenen Objekten verbunden werden, indem Technologien verwendet werden, die es den beiden Systemen (real und virtuell) ermöglichen, ständig zu interagieren und Informationen in Echtzeit auszutauschen.

Durch die Nutzung der Möglichkeiten der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Internet der Dinge ist es möglich, Geräte und Ausrüstungen mit dem digitalen Zwilling zu vernetzen, um relevante Daten zu sammeln, die dann in Dashboards und leicht verständliche Visualisierungen umgewandelt werden.

Die visuelle Darstellung der Daten, die von digitalen Zwillingen bereitgestellt wird, ist von grundlegender Bedeutung, da sie die Asset-Manager bei der Durchführung ihrer Tätigkeiten unterstützt und es erheblich erleichtert:

• Verhaltensmuster der Ressourcen zu identifizieren;
• potenzielle Probleme und Anomalien zu erkennen;
• regelbasierte Aktionen zu aktivieren;
• die Ergebnisse der verschiedenen Operationen vorherzusagen.

Interaktion zwischen digitalem Zwilling und vorhandenen Ressourcen

Vom BIM-Modell zum digitalen Zwilling im Asset Management: der openBIM-Prozess

Im AECO-Sektor entsteht ein effektiver digitaler Zwilling aus einem offenen und interoperablen Prozess. Die operative Basis ist die Interoperabilität, die durch die Verwendung offener Formate wie das IFC, entwickelt von buildingSMART International, gewährleistet wird, um den Projektbeteiligten das Teilen von Informationen zu ermöglichen, ohne von einer einzigen proprietären Software abhängig zu sein.

Die Verwendung von openBIM-Standards ermöglicht es, technologische Lock-in-Effekte zu vermeiden und offene Workflows zu aktivieren, in denen Planer, Unternehmen, Bauleitung, Wartungsdienstleister, Betreiber und Auftraggeber zur Erstellung und Aktualisierung der Informationen über den gesamten Lebenszyklus des Projekts beitragen können.

openBIM-Prozess vom IFC-Modell zum digitalen Zwilling im Asset Management

Das Werk modellieren und die Assets strukturieren

Die erste Stufe des Prozesses ist die BIM-Modellierung des Gebäudes, der Infrastruktur oder der Anlage. In dieser Phase können BIM-Authoring-Tools verwendet werden, um parametrische Elemente wie Gebäudehüllen, Öffnungen, Treppen, Dächer, Anlagen, technische Komponenten, Möbel und Räume zu erstellen.

Die Modellierung dient nicht nur der Erstellung einer dreidimensionalen Darstellung. Jedes BIM-Objekt kann mit nützlichen Informationen für das zukünftige Management angereichert werden, wie:

• Name und Beschreibung des Assets;
• Standort;
• technische Merkmale;
• Materialien;
• Klassifizierung;
• Identifikationscodes;
• Wartungseigenschaften;
• verknüpfte Dokumente;
• energetische und anlagentechnische Daten.

Auf diese Weise bleibt das BIM-Modell nicht auf die Planungsphase beschränkt, sondern wird zur Informationsbasis des digitalen Zwillings und begleitet das Werk in den Phasen der Konstruktion, Verwaltung und Wartung.

Zusammenführung von Modellen, Vermessungsdaten und Geodaten

Ein digitaler Zwilling kann komplexe Szenarien nicht nur auf der Ebene eines einzelnen Gebäudes, sondern auch auf der territorialen Ebene verwalten. In einer einzigen digitalen Umgebung können IFC-Modelle, 3D-Mesh-Modelle, Punktwolken, 360-Grad-Fotos, Vermessungen, GIS-Daten, Infrastrukturmodelle und anlagentechnische Darstellungen koordiniert werden.

Diese Fähigkeit ist besonders nützlich, wenn es um weit verbreitete Baubestände, lineare Infrastrukturen, technologische Netze, Bahnhöfe, Viadukte, Krankenhauskomplexe, Campus, Einkaufszentren oder städtische Bereiche geht.

Die Koordination der Daten ermöglicht es, von einer territorialen Gesamtansicht bis hin zum Detail des einzelnen Bauteils zu gelangen, beispielsweise einem Anlagenteil, einem Fenster, einem Schaltschrank, einem Sensor oder einem strukturellen Element. Der operative Vorteil besteht darin, die notwendigen Informationen zum richtigen Zeitpunkt zu haben, ohne sie in Ordnern, separaten Unterlagen oder nicht kommunizierenden Systemen zu verstreuen.

Dokumente, Unterlagen und technische Informationen verknüpfen

Alle technischen Unterlagen und zugehörigen Informationen können direkt aus dem dreidimensionalen Modell zugänglich gemacht werden. Berichte, grafische Tabellen, technische Datenblätter, Berechnungen, energetische Daten, Grundrisse, Fotos, Renderings und Wartungsdokumente können mit den Objekten oder Räumen des digitalen Zwillings verknüpft werden.

Auf diese Weise kann der Techniker, indem er ein Asset im Modell abfragt, schnell auf die notwendigen Informationen zugreifen, um Entscheidungen zu treffen, Maßnahmen zu planen oder den Zustand des Werks zu überprüfen.

Das Modell im Laufe der Zeit aktualisieren

Um den digitalen Zwilling wirklich nützlich zu halten, muss das Modell aktualisiert werden können. Die Änderungen können sowohl die Geometrie als auch die Daten betreffen: Verschiebung von Elementen, Entfernung von nicht mehr vorhandenen Komponenten, Hinzufügen neuer Objekte, Aktualisierung von Attributen, Eigenschaften, Klassifizierungen und technischen Informationen.

Dieser Aspekt ist zentral im Asset-Management: Wenn eine Komponente ersetzt wird, wenn eine neue Anlage installiert wird, wenn ein Element verschoben wird oder wenn sich eine Eigenschaft ändert, muss der digitale Zwilling den aktualisierten Zustand des realen Assets widerspiegeln.

Selbst scheinbar einfache Vorgänge, wie die Änderung der Position eines Möbelstücks, das Nachverfolgen eines Bauteils oder die Aktualisierung eines technischen Datensatzes, gewinnen an Bedeutung, wenn sie direkt im Modell erfasst werden. Der digitale Zwilling wird so zu einem dynamischen und gemeinsamen Archiv des Zustands des Werks.

Verbesserung der operativen Effizienz durch digitale Zwillinge im Asset-Management: Techniken und Werkzeuge

Digitale Zwillinge haben es Asset-Managern ermöglicht, enorme Fortschritte im Ressourcenmanagement zu erzielen. Die Funktionen dieser Modelle gehen tatsächlich weit über die einfache virtuelle Darstellung der physischen Objekte hinaus, die uns umgeben, zum Beispiel:

• Sie können verwendet werden, um die Leistung und die Betriebsbedingungen in Echtzeit zu überwachen, wodurch Ausfallzeiten durch vorausschauende Wartung reduziert werden. Durch die Simulation verschiedener Ausfallszenarien können die digitalen Zwillinge vorhersagen, wann es wahrscheinlich ist, dass Maschinen ausfallen, was es Unternehmen ermöglicht, Wartungsarbeiten durchzuführen, bevor dies eintritt;
• Sie ermöglichen es, Prozesse zu optimieren. Durch die ständige Analyse der Betriebsdaten und den Vergleich mit historischen Daten können digitale Zwillinge Ineffizienzen identifizieren, zukünftige Veränderungen vorhersagen und Optimierungen empfehlen;
• Sie verbessern die energieeffizienz, indem sie Bereiche identifizieren, in denen Energie verschwendet wird. Sie werden in der Lage sein, verschiedene Szenarien zur Energieeinsparung zu modellieren und die effizienteste Option umzusetzen;
• Sie gewährleisten, dass alle Informationen leicht zugänglich und verfügbar sind für die Projektbeteiligten, wenn dies erforderlich ist.

Dank ihrer Fähigkeit, prädiktive Simulationen durchzuführen, können die „digitalen Zwillinge“ verwendet werden, um verschiedene Szenarien zu bewerten sowie Risiken und potenzielle Ergebnisse im Zusammenhang mit möglichen Entscheidungen zu analysieren.

Sie stellen, mit anderen Worten, ein operatives Werkzeug dar, um die Entscheidungen der Asset-Manager zu unterstützen und den Entscheidungsprozess in Richtung Optimierung der Wartungsprogramme zu lenken.

Digitale Zwillinge sind daher in der Lage, Konzepte und Datenquellen unterschiedlicher Art zu kombinieren: BIM-Modell, IoT-Daten, technische Dokumente, Tickets, Energiedaten, Sicherheitsdaten, Vermessungen, Dashboards und Wartungshistorie. Auf diese Weise bieten sie eine klarere und umfassendere Sicht auf die Managementprozesse und ermöglichen eine erfolgreichere Planung zukünftiger Strategien im Asset-Management.

Wir präsentieren nun ein praktisches Beispiel für diese Potenziale, die Nutzung eines IFC openBIM-Modells eines Einkaufszentrums, um detaillierte Analysen der Vermögenswerte der Struktur durchzuführen, Anlagendaten zu visualisieren, Geräte zu steuern, Tickets zu öffnen und den Wartungsstatus der Elemente zu überwachen.

Digitaler Zwilling, IoT und Facility Management: Ein Anwendungsfall für ein Einkaufszentrum

Ein besonders effektiver Anwendungsfall betrifft die Nutzung des digitalen Zwillings für das Management eines Einkaufszentrums. In diesem Szenario wird das IFC-Modell des Gebäudes zum Hauptzugangspunkt für Informationen, Geräte und Wartungsaktivitäten.

Das Modell kann mit IoT-Sensoren, Anlagen, Sicherheitssystemen, Zutrittskontrollgeräten, Schaltanlagen, Photovoltaikanlagen, HVAC-Systemen und Facility Management-Plattformen verbunden werden.

Ziel ist es, das BIM-Modell in eine operative Schnittstelle zu transformieren: nicht nur ein Modell zur Visualisierung, sondern ein Werkzeug zur Abfrage, Aktualisierung und Nutzung für Entscheidungsfindungen.

Digitaler Zwilling eines Einkaufszentrums mit Energiedaten, IoT und Sicherheit

Energieüberwachung und Photovoltaikanlagen

Durch die Verbindung der Photovoltaikanlagen mit den entsprechenden Objekten des IFC-Modells können Produktion, Momentanleistung und historische Daten direkt aus dem digitalen Zwilling visualisiert werden.

In ähnlicher Weise kann der Betreiber beim Auswählen eines Schaltkastens oder eines Anlagenteils Verbrauchsdaten, aufgenommene Leistung, Betriebszustand und Leistungsentwicklung im Zeitverlauf einsehen.

Diese Integration ermöglicht es,:

• energetische Verschwendungen zu identifizieren;
• reale Daten mit erwarteten Daten zu vergleichen;
• die Leistung der Anlagen zu bewerten;
• Entscheidungen zur Effizienzsteigerung zu unterstützen;
• Interventionen basierend auf gemessenen Daten zu planen.

Kontrolle von Licht, Zugängen und Sicherheit

Der digitale Zwilling kann auch den Zustand der Anlagen und der Sicherheitssysteme darstellen. Beispielsweise können die Lichter in unterschiedlichen Farben angezeigt werden, je nach ein-/ausgeschaltetem Zustand, und, sofern das System es zulässt, direkt über die mit dem Modell verbundene Schnittstelle gesteuert werden.

Dasselbe Prinzip kann auf Türen, Fenster, elektronische Schlösser, Einbruchmeldesysteme, Kameras und Zutrittskontrollgeräte angewendet werden. Wenn eine Tür geöffnet, geschlossen oder im Alarmzustand ist, kann der digitale Zwilling den Zustand direkt auf der Geometrie des Modells anzeigen.

Im Fall der Kameras kann das Modell die Geräte lokalisieren und den Zugriff auf das letzte aufgezeichnete Bild oder den Video-Stream ermöglichen. Dies erlaubt es, die räumliche Komponente des Gebäudes mit den Informationen aus den Sicherheitssystemen zu verknüpfen.

Indoor-Umweltqualität und Echtzeitdaten

Ein weiteres Anwendungsgebiet betrifft die Umweltüberwachung. Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität, CO_₂ oder Innenkomfort können den Räumen des IFC-Modells zugeordnet werden.

Auf diese Weise kann der digitale Zwilling die Daten direkt auf den Räumen visualisieren, auch durch Farblogiken. Beispielsweise kann ein Raum basierend auf dem erfassten Feuchtigkeitsniveau eingefärbt werden, was das Verständnis der Umweltbedingungen sofort erleichtert.

Diese Darstellungsweise ist nützlich für:

• Facility Manager;
• Energy Manager;
• Wartungsverantwortliche;
• Betreiber komplexer Gebäude;
• Techniker, die mit der Umweltüberwachung beauftragt sind.

Tickets, Wartungspläne und operative Dashboards

Das IFC-Modell kann auch mit dem Facility Management-System integriert werden. In diesem Fall kann jedes Asset mit Wartungsinformationen, offenen Tickets, geplanten Aktivitäten, Anhängen, Bildern und einem Verlauf der Interventionen verbunden werden.

Vom Modell aus ist es möglich:

• ein Dashboard mit statistischen Daten anzuzeigen;
• Informationen zu Orten und Räumen zu konsultieren;
• Assets nach Etage, Raum oder Kategorie zu filtern;
• ein neues Ticket direkt von einem Objekt des Modells zu öffnen;
• offene, geschlossene oder in Bearbeitung befindliche Tickets zu konsultieren;
• Prioritäten, Status und Zuweisungen anzuzeigen;
• im Modell die Objekte mit Kritikalität oder dringenden Interventionen hervorzuheben.

Beispielsweise kann das System automatisch die betroffenen IFC-Objekte im Modell hervorheben, wenn auf ein Diagramm geklickt wird, das die Tickets mit hoher Priorität anzeigt. Die Verwaltungsdaten bleiben somit nicht isoliert in einer Tabelle, sondern werden im realen Raum des Gebäudes kontextualisiert.

Diese Integration von BIM, digitalem Zwilling und Facility Management ermöglicht den Übergang von einer dokumentenbasierten und reaktiven Verwaltung zu einer visuellen, kollaborativen und datengestützten Verwaltung der Assets.

Fortgeschrittene Methoden zur Gewährleistung der Integrität von Assets mit digitalen Zwillingen

In vielen öffentlichen und privaten Hochrisikobereichen, wie dem Energiesektor, basieren die traditionellen Methoden des Ressourcenmanagements oft auf Taktiken der reaktiven Wartung, was zu längeren Ausfallzeiten, kostspieligen Reparaturen und Sicherheitsproblemen führt. Diese Ansätze können aufkommende Probleme oder unerwartete Ausfallmodi vernachlässigen, was zu potenziellen Lücken im Asset-Integrity-Management führt.

Digitale Zwillinge spielen eine wesentliche Rolle in den Praktiken des Asset Integrity Management (AIM), also dem operativen Prozess zur Erhaltung und zum Schutz der physischen und digitalen Infrastrukturen eines Assets, um die betriebliche Kontinuität, eine verlängerte Lebensdauer, Sicherheit und zuverlässige Leistung zu gewährleisten.

Durch den Einsatz fortschrittlicher Datenanalysen, Simulationsmethoden und IoT-Technologien bieten digitale Zwillinge ein umfassendes Verständnis des Verhaltens von Assets und schaffen ein kohärentes und synergetisches System, das Probleme vorhersagt und verhindert und den datengestützten Entscheidungsprozess unterstützt.

So können die Informationen aus den Daten erfolgreich genutzt werden, um folgende Bereiche zu verbessern:

• die Szenarioplanung;
• die strategische Planung;
• die Risikominderung;
• den Datenzugriff;
• die Risikobewertung.

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Integration der Asset Administration Shell mit der Technologie der digitalen Zwillinge: eine technische Übersicht

Digitale Zwillinge revolutionieren die Art und Weise, wie Organisationen ihre physischen Assets, Prozesse und Ressourcen erstellen, überwachen und optimieren. Um sie jedoch erfolgreich zu entwickeln, ist eine konsequente Standardisierung der digitalen Zwillinge erforderlich, insbesondere hinsichtlich der Strukturierung der Modellkomponenten und der Schnittstellen.

Die Notwendigkeit, mit einer gemeinsamen Sprache zu arbeiten und zu kommunizieren, hat die IDTA (Industrial Digital Twin Association) dazu bewegt, einen neutralen Standard zu entwickeln, der an verschiedene Branchen und Sektoren anpassbar ist: die AAS.

Im Rahmen von Industrie 4.0 ist die AAS, die Asset Administration Shell, die standardisierte digitale Darstellung eines Assets und der Grundstein für die Interoperabilität der Komponenten eines Assets.

Sie stellt eine semantische Standardisierung des digitalen Zwillings dar und ist in Untermodelle unterteilt, die die standardisierten Komponenten bilden und deren Inhalte klar identifiziert werden können.

Sie kapselt alle relevanten Informationen, Eigenschaften und Funktionen ein und ermöglicht die Beschreibung der Objekte in ihrem Lebenszyklus: wie geplant, wie gebaut, wie genutzt.

Die AAS integriert sich mit den digitalen Zwillingen:

• sie erleichtert die Integration im Bereich der gebauten Assets und für die Bauteile und gewährleistet einen ganzheitlichen Ansatz über den gesamten Lebenszyklus eines gebauten Assets;
• sie fördert eine Steigerung der Effizienz und Transparenz in den Abläufen, indem sie die heterogene Datenlandschaft durch eine einheitliche und interoperable Datenstruktur ersetzt, die die Integration verschiedener Systeme ermöglicht;
• sie transformiert traditionelle Betriebsmodelle mit einer soliden und sicheren Dateninfrastruktur;
• sie ermöglicht eine einheitliche Sicht auf Assets, Asset-Typen, Instanzen und Ressourcen;
• sie hilft, eine präzise Überwachung und Kontrolle der Prozesse zu erreichen.

Im BIM-Sektor steht dieses Thema in direktem Zusammenhang mit der Notwendigkeit, kohärente Daten, Klassifikationen, Eigenschaften und Wartungsinformationen innerhalb der Modelle zu strukturieren. Ein wirklich nützlicher digitaler Zwilling hängt nicht nur von der geometrischen Qualität des Modells ab, sondern vor allem von der Qualität, der Kohärenz und der Interoperabilität der mit den Assets verbundenen Daten.

Integration zwischen Asset Administration Shell, BIM, IoT und digitalem Zwilling

Anwendungen digitaler Zwillinge im Asset Management für Gebäude, Infrastrukturen und Städte

Digitale Zwillinge bringen Innovation und Verbesserungen in vielen Bereichen: Bauwesen, Industrie, Schifffahrt, Stadtplanung, Gesundheitswesen. Die Art und Weise, wie sie angewendet werden können, hängt tatsächlich vom Anwendungsbereich ab, denken Sie beispielsweise an intelligente Städte und die Nutzung von GIS für das Asset-Management.

In diesem Fall, in dem der Einsatz von Daten zur Kontrolle und Verwaltung aller städtischen Prozesse angestrebt wird, unterstützt der digitale Zwilling die präzise Überwachung von Infrastrukturen, strategischen Einrichtungen, Verkehr, Grünflächen, Wartung und Dienstleistungsbereitstellung.

Zum Beispiel erhalten Sie aus einer genauen Sicht auf die gesamte Infrastruktur der Stadt bequem von einem PC aus Informationen, die die Planung verbessern und die städtische Verwaltung durch intelligentere Entscheidungen unterstützen.

Auch im Infrastruktursektor spielt der digitale Zwilling eine zentrale Rolle. BIM-Infrastrukturmodelle, Punktwolken, 3D-Meshes, Sensoren und Geodaten können in einer einzigen Umgebung federiert werden, um Viadukte, Straßen, Schienennetze, Bahnhöfe und Anlagen zu überwachen. In diesen Fällen ist es besonders wichtig, vom territorialen Maßstab zum Detail des einzelnen technischen Elements überzugehen.

Im historisch-künstlerischen Erbe kann der digitale Zwilling BIM-Modelle, Mesh-Modelle, historische Fotos, Renderings, 360-Grad-Fotos und konservatorische Dokumentation integrieren. Dies ermöglicht den Aufbau einer digitalen Darstellung, die sowohl für die Wartung und technische Verwaltung als auch für die Wertschätzung und Nutzung durch Bürger, Besucher und Verwaltungen nützlich ist.

Im Energiesektor kann die Digitalisierung eines Kraftwerks, einer Verteilungsleitung oder einer Anlage Aktivitäten zur Kontrolle, Überwachung, Wartung und technischen Beratung unterstützen.

Aber denken wir auch an den Gesundheitssektor, wo mit einem digitalen Zwilling die Organisation und Verwaltung von Patienten während einer Katastrophe untersucht und verwaltet werden kann oder wo er Ärzten helfen könnte, eine einzigartige und personalisierte Behandlung für spezifische Patienten bereitzustellen.

Im Allgemeinen lassen sich jedoch drei Typen von digitalen Zwillingen in Abhängigkeit von der Art der Anwendung identifizieren:

• digitaler Zwilling des Produkts, wird erstellt, um physische Produkte zu replizieren. Sie werden häufig im Industriesektor verwendet, um die Leistung von Geräten und das Verhalten von Produkten unter verschiedenen Bedingungen zu modellieren, sodass die Leistung optimiert und der Lebenszyklus besser verwaltet werden kann;
• digitaler Zwilling der Prozesse, wird zur Simulation von Produktionsprozessen angewendet. In den Produktions- und Logistiksektoren sind sie nützlich, um die Abläufe zu vereinfachen und die Effizienz der Produktionslinien zu steigern;
• digitaler Zwilling der Systeme, ergibt sich aus der Kombination der digitalen Zwillinge von Produkten und Prozessen. Mit der Modellierung und Verwaltung des gesamten Systems ist es möglich, zu steuern und zu bewerten, wie sich die einzelnen digitalen Zwillinge gegenseitig beeinflussen und interagieren.

Neben dieser Kategorisierung können auch andere spezifischere digitale Zwillinge identifiziert werden, wie die Performance Twins, die sich auf die Fernüberwachung der Leistung von Assets konzentrieren, um Ausfälle vorherzusagen und die Wartung proaktiv zu planen, die Operational Twins, die Echtzeitdaten bereitstellen, um die Ressourcenzuteilung und Reaktionsstrategien zu optimieren, oder die Environmental Twins, die verwendet werden, um Umweltwirkungen zu simulieren und zu analysieren.

Anwendungen des digitalen Zwillings für Gebäude, Infrastrukturen, Anlagen und Städte

Bewertung der Auswirkungen von digitalen Zwillingen im Asset Management auf industrielle Prozesse

Der Einsatz eines digitalen Zwillings hat einen positiven Einfluss auf die Industrie und optimiert Prozesse sowie das Management der Ressourcen:

• Echtzeitsimulation von Produktionssystemen, die Produktionspläne an Veränderungen der Umgebung anpassen;
• dynamische Produktionsplanung;
• Austausch von Informationen entlang der Produktionskette;
• effiziente Inbetriebnahme von Geräten und Anlagen;
• Bewertung des Materialeinsatzes zur Kostensenkung;
• Identifizierung von Ineffizienzen;
• Replikation von Nachverfolgungssystemen.

Der digitale Zwilling liefert somit ein digitales Abbild des gesamten Unternehmens, seiner Prozesse, seiner Produkte und des gesamten Systems.

Asset-Tracking und kollaborative Aktualisierung des digitalen Zwillings

Einer der interessantesten Bereiche des digitalen Zwillings im Asset-Management ist das Asset-Tracking, also das digitale Tracing der Assets und ihrer Position im Zeitverlauf.

Dank der Verwendung von passiven oder aktiven Tags, die an den zu überwachenden Objekten installiert sind, kann der Wartungstechniker die Position oder den Zustand des Assets während seiner operativen Tätigkeiten aktualisieren. Die Änderung kann innerhalb des IFC-Modells zurückverfolgt werden, wodurch der digitale Zwilling mit der Realität in Einklang bleibt.

Diese Logik ist besonders nützlich für:

• technische Einrichtungen;
• mobile Ausstattungen;
• anlagentechnische Geräte;
• Komponenten, die bewegt werden müssen;
• Assets, die in großen Gebäuden verteilt sind;
• Ausstattungen von Krankenhäusern, Schulen, Bahnhöfen, Büros oder Einkaufszentren.

Der operative Wert liegt darin, dass die Aktualisierung nicht immer dem Planer oder dem BIM-Spezialisten überlassen werden muss. Auch Wartungstechniker, Betreiber und Personen, die in das Management involviert sind, können zur Aktualisierung des digitalen Zwillings beitragen, indem sie einfache, kollaborative und über Browser oder mobile Geräte zugängliche Schnittstellen nutzen.

Dieser Ansatz macht das BIM nachhaltiger und demokratischer: Jeder Akteur der Lieferkette kann zur Aktualisierung der Informationen beitragen und das Modell auch nach der Übergabe des Projekts lebendig und nützlich halten.

Mit welchen Strategien unterstützt der digitale Zwilling das Asset-Management?

Digitale Zwillinge bieten zahlreiche Nutzungsmöglichkeiten im Ressourcenmanagement und ermöglichen eine Reihe von Vorteilen, da sie:

• genaue und aktuelle Informationen über die Leistung der Anlagen bereitstellen;
• die Daten an einem zentralen Ort bündeln;
• helfen, die für die Wartung benötigten Zeiten und Kosten zu reduzieren;
• die Betriebsfähigkeit der Assets verbessern und ungeplante Ausfallzeiten minimieren;
• die Planung und Programmierung von Wartungsmaßnahmen optimieren;
• die Sicherheit erhöhen und das Risiko von unerwarteten Ausfällen und Störungen minimieren;
• eine präzise Vorhersage zukünftiger Wartungsbedarfe liefern;
• den Organisationen ermöglichen, die Qualität und Leistung ihrer Produkte zu verbessern.

Wie Sie feststellen konnten, sind digitale Zwillinge unverzichtbar für die Implementierung von Asset-Management-Prozessen, die wirklich effizient sind, insbesondere wenn sie mit BIM-Modellen, openBIM-Standards, IoT-Sensoren und Facility-Management-Systemen integriert werden.

Sie können Ihre Arbeit mit einem Tool zur Verwaltung und Überwachung der digitalen Zwillinge von Bauwerken und Infrastrukturen in Echtzeit optimieren. Dank der Möglichkeiten dieses Tools können Sie alle Assets in Ihrer Einrichtung einfach verfolgen und verwalten und diese Informationen in der Facility-Management-Software nutzen, um Wartungsmaßnahmen zu planen und zu überwachen sowie die Leistung Ihrer Anlagen zu analysieren.

FAQ zu digitalen Zwillingen im Asset Management

Was ist das Digital Twin Asset Management?

Das Digital Twin Asset Management ist die Nutzung eines digitalen Zwillings, der mit BIM-Daten, IoT, technischen Dokumenten und Managementsystemen verbunden ist, um die physischen Assets während ihres Lebenszyklus zu überwachen, zu warten und zu optimieren.

Welche Rolle spielt BIM im Digital Twin Asset Management?

BIM liefert die geometrische und informative Basis des digitalen Zwillings. Durch IFC-Modelle, parametrische Objekte, Eigenschaften, Klassifikationen und verknüpfte Dokumente wird das BIM-Modell zum Zugangspunkt für technische und wartungsrelevante Informationen der Assets.

Was ist der Unterschied zwischen einem BIM-Modell und einem digitalen Zwilling?

Ein BIM-Modell beschreibt digital das Werk und seine Komponenten. Ein digitaler Zwilling hingegen verknüpft dieses Modell mit aktuellen Daten, Sensoren, Managementsystemen, Tickets, Wartungsaktivitäten und operativen Informationen und hält eine dynamische Beziehung zum realen Asset.

Wie werden IoT-Sensoren in einem digitalen Zwilling verwendet?

IoT-Sensoren können mit den Objekten oder Umgebungen des Modells verbunden werden, um Echtzeitdaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Energieverbrauch, Zustand der Beleuchtung, Öffnung von Türen und Fenstern, Alarme oder Anlageneffizienz anzuzeigen.

Warum ist der digitale Zwilling im Facility Management nützlich?

Der digitale Zwilling ist im Facility Management nützlich, da er ermöglicht, Assets, Räume, Tickets, Wartungspläne, Anhänge und Dashboards direkt aus dem BIM-Modell abzurufen, was die Planung von Maßnahmen, die Identifizierung von Problemen und die Aktualisierung von Informationen erleichtert.

Was ist das Asset Tracking im digitalen Zwilling?

Das Asset Tracking ist die digitale Verfolgung von Assets. Durch Tags, Geräte oder manuelle Updates können Position und Zustand der Objekte überwacht und das digitale Modell basierend auf den Änderungen in der Realität aktualisiert werden.