Digitale Zwillinge verändern die Art und Weise, wie große Bau- und Infrastrukturprojekte Planungsinformationen, physische Ausführung, Inbetriebnahmeunterlagen und betriebliche Anlagendaten miteinander verknüpfen.
Die Entwicklung geht weit über die dreidimensionale Modellierung hinaus. Eine digitale Abbildung kann zunehmend BIM-Modelle, Anlagendaten, Baufortschritt, Inspektionsaufzeichnungen, Inbetriebnahmeergebnisse, Sensordaten und Betriebsleistung in einer vernetzten Informationsumgebung zusammenführen.
Für Projekteigentümer, Investoren und Betreiber hängt der Wert eines digitalen Zwillings jedoch von mehr ab als von der Ausgefeiltheit der Visualisierung. Die Informationen müssen strukturiert, aktuell, rückverfolgbar und mit der tatsächlich errichteten physischen Anlage abgleichbar sein.
Vom BIM-Modell zum digitalen Zwilling
BIM bietet eine strukturierte digitale Abbildung der physischen und funktionalen Eigenschaften eines Projekts. Ein digitaler Zwilling erweitert dieses Konzept, indem er die Abbildung mit sich verändernden Informationen über die physische Anlage verknüpft.
Die Unterscheidung ist wichtig. Ein Modell kann beschreiben, was entstehen soll, während ein digitaler Zwilling zunehmend beschreiben will, was tatsächlich existiert und wie es funktioniert.
Bildet vorrangig Planung, Geometrie, Informationen und Ausführungsabsicht ab.
Verknüpft verifizierte Anlageninformationen mit physischem Zustand, Leistung und sich verändernden Betriebsdaten.
Strukturierte Informationen sind die Grundlage
Die Fähigkeit zum digitalen Zwilling hängt von einem disziplinierten Informationsmanagement ab. Zeichnungen, Modelle, Ausrüstungsdaten, Spezifikationen, Inspektionsaufzeichnungen und Inbetriebnahmeinformationen benötigen eine einheitliche Struktur, Kennzeichnung, Revisionskontrolle und einen Freigabestatus.
Festlegen, welche Projekt- und Anlageninformationen erforderlich sind und warum.
Festlegen, welche Organisation die einzelnen Informationsbestände erstellt, prüft, freigibt und aktualisiert.
Strukturierte Benennungs-, Codierungs- und Kennzeichnungskonventionen für Anlagen anwenden.
Zwischen in Bearbeitung befindlichen, geteilten, freigegebenen, Bestands- und archivierten Informationen unterscheiden.
Das Common Data Environment
Großprojekte können enorme Mengen an Zeichnungen, Modellen, Berechnungen, technischen Einreichungen, RFIs, Inspektionsaufzeichnungen und Inbetriebnahmedokumenten erzeugen.
Ein Common Data Environment bietet einen gelenkten Rahmen, über den Projektbeteiligte auf freigegebene Informationen zugreifen und diese austauschen können.
Unkontrollierten Austausch von Projektdokumenten über nicht verbundene Systeme verringern.
Sicherstellen, dass Projektteams die aktuell freigegebenen Informationen erkennen können.
Prozesse für Einreichung, Prüfung, Kommentierung, Freigabe und Veröffentlichung steuern.
Rückverfolgbarkeit technischer Entscheidungen und Informationsänderungen sicherstellen.
Ein großes digitales Archiv ist nicht automatisch ein wirksames Informationsmanagementsystem.
Die digitale Anlage mit dem Terminplan verknüpfen
Die 4D-Integration verknüpft Modellelemente mit Projektvorgängen und Zeit. So lassen sich Bauablauf und geplanter Fortschritt anhand der physischen Konfiguration des Projekts visualisieren.
Die geplante Reihenfolge visualisieren, in der physische Elemente errichtet werden.
Zugang, Logistik und gleichzeitige Arbeitstätigkeiten bewerten.
Modellbezogenen geplanten Fortschritt mit dem verifizierten Stand vor Ort vergleichen.
Alternative Abläufe testen, wenn Verzögerungen oder Engpässe den Terminplan beeinträchtigen.
Modell, Mengen & Kosten verknüpfen
5D-Ansätze bringen Kosten- und Mengeninformationen in die digitale Projektumgebung ein, sodass Modellelemente Kostenschätzung, Kostenplanung und Fortschrittsanalyse unterstützen können.
Mengen aus koordinierten digitalen Informationen ableiten oder abgleichen.
Mengen und Projektbestandteile mit Kosteninformationen verknüpfen.
Verstehen, wie sich Planungsänderungen auf Mengen und Budget auswirken können.
Physischen Fortschritt mit messbarem Leistungsumfang und kaufmännischem Reporting verknüpfen.
Planungsinformationen, Mengen und kaufmännische Berichte werden möglicherweise unabhängig voneinander geführt.
Modellelemente, Mengen und Kosteninformationen können in einer gemeinsamen Struktur analysiert werden.
Reality Capture & physischer Fortschritt
Laserscanning, Photogrammetrie, Bildaufnahmen und andere Reality-Capture-Verfahren können zu festgelegten Zeitpunkten während der Bauphase digitale Nachweise über das physische Projekt erzeugen.
Diese Informationen können mit Planungsmodellen und Termininformationen verglichen werden, um Maßabweichungen, unvollständige Arbeiten und Baufortschritt zu erkennen.
Informationen für die betriebliche Anlage vorbereiten
Eine der größten Chancen der digitalen Projektabwicklung ist die Übergabe nützlicher Informationen aus dem Bau in den Betrieb.
Anlageninformationen sollten daher mit Blick auf den künftigen Betreiber festgelegt werden, statt erst am Ende der Bauphase zusammengestellt zu werden.
Einheitliche Kennzeichen und Kennungen über Modelle, Zeichnungen und Ausrüstungsaufzeichnungen hinweg beibehalten.
Ausrüstung mit Hersteller, Modell und technischen Merkmalen verknüpfen.
Betriebs- und Instandhaltungsanforderungen mit einzelnen Anlagenteilen verknüpfen.
Informationen bewahren, die für Gewährleistung, Austausch und Entscheidungen im Asset-Management benötigt werden.
Nützliche Betriebsinformationen sollten während der Projektabwicklung schrittweise entwickelt und verifiziert werden.
Digitale Inbetriebnahme & Prüfaufzeichnungen
Die Inbetriebnahme erzeugt einige der wichtigsten Nachweise über den endgültigen Zustand und die Leistung der Anlage.
Digitale Inbetriebnahmesysteme können Inspektionen, Prüflisten, Kalibrierungsaufzeichnungen, Restpunkte und Prüfergebnisse direkt mit einzelnen Systemen und Ausrüstungsteilen verknüpfen.
Den Fertigstellungsstatus mit einzelnen Systemen und Ausrüstungsteilen verknüpfen.
Qualitätsnachweise der betreffenden physischen Anlage zuordnen.
Nachweise aus Funktions- und Leistungsprüfungen in strukturierter Form bewahren.
Rückverfolgbarkeit zwischen festgestellten Mängeln, Nachbesserung und endgültigem Abschluss sicherstellen.
IoT, Sensoren & Betriebsdaten
Eine digitale Abbildung wird zunehmend dynamisch, wenn sie mit Informationen verknüpft wird, die im Anlagenbetrieb entstehen.
Sensoren, Zähler, Steuerungssysteme und Asset-Management-Plattformen können Informationen über Temperatur, Schwingungen, Energieverbrauch, Ausrüstungsstatus, Laufzeit, Umgebungsbedingungen und andere Betriebsparameter liefern.
Betriebsparameter nutzen, um Veränderungen des Ausrüstungszustands zu erkennen.
Den Energieverbrauch mit Planungs- und Betriebserwartungen vergleichen.
Verstehen, wie Räume, Systeme und Ausrüstung tatsächlich genutzt werden.
Trends und Zustandsdaten nutzen, um Instandhaltungsentscheidungen vor einem Ausfall zu unterstützen.
Modelle, Zeichnungen, Ausrüstungsdaten und Inbetriebnahmeaufzeichnungen beschreiben die fertiggestellte Konfiguration.
Betriebsinformationen ergänzen die verifizierte Anlagendokumentation um sich verändernden Zustand und Leistung.
Datenqualität, Validierung & Verifizierung
Je stärker Projekt- und Anlagenentscheidungen von digitalen Informationen abhängen, desto mehr wird die Datenqualität zu einer Frage der Absicherung.
Falsche Anlagenkennzeichen, veraltete Modellinformationen, unvollständige Instandhaltungsdaten oder nicht verifizierte Prüfaufzeichnungen können die Verlässlichkeit der gesamten digitalen Umgebung mindern.
Bestätigen, dass die erforderlichen Anlagen- und Projektinformationen tatsächlich geliefert wurden.
Informationen anhand von Quelldokumenten und physischen Anlagen verifizieren.
Sicherstellen, dass Kennungen und technische Informationen über mehrere Systeme hinweg übereinstimmen.
Bestätigen, dass die Informationen die zuletzt freigegebene oder verifizierte Konfiguration widerspiegeln.
Nutzer müssen verstehen, ob es sich um Planungsabsicht, vom Auftragnehmer eingereichte Daten, freigegebene Informationen oder unabhängig verifizierte Bestandsnachweise handelt.
Cybersicherheit & sicherheitsorientierte digitale Projektabwicklung
Zunehmend vernetzte Anlageninformationen können zusätzliche Sicherheitsaspekte aufwerfen, insbesondere wenn digitale Modelle Layouts kritischer Infrastruktur, Betriebssysteme oder Verbindungen zu laufenden Steuerungen enthalten.
Informations- und Systemzugriff entsprechend festgelegter Verantwortlichkeiten beschränken.
Sensible Anlagen- und Infrastrukturinformationen ermitteln, die zusätzlichen Schutz erfordern.
Schnittstellen zwischen digitalen Anlagenplattformen und Betriebstechnik steuern.
Eine gelenkte Konfiguration aufrechterhalten, während sich Modelle und Betriebsinformationen weiterentwickeln.
Abgleich zwischen digitaler und physischer Anlage
Eine der wichtigsten Absicherungsfragen im digitalen Bauen ist, ob die endgültige digitale Dokumentation der tatsächlich installierten und in Betrieb genommenen Anlage entspricht.
Ein unabhängiger Abgleich zwischen digitaler und physischer Anlage kann Dokumentenprüfung, Inspektion vor Ort, Identifikation der Ausrüstung, Reality Capture, Inbetriebnahmenachweise und ausgewählte technische Prüfungen kombinieren.
Wichtige eingebaute Zustände mit der digitalen Abbildung vergleichen.
Verifizieren, dass Kennzeichen, Ausrüstungsaufzeichnungen und physische Anlagenteile übereinstimmen.
Bestätigen, dass Zertifikate, Inspektionen und Prüfdaten dem richtigen Anlagenteil zugeordnet sind.
Bestätigen, dass genehmigte Änderungen in der endgültigen digitalen Abbildung berücksichtigt sind.
Ausgewählte Leistungen von Global Alliance Register
Global Alliance Register unterstützt Organisationen dabei, technische, regulatorische und betriebliche Anforderungen in praxisnahe Lösungen umzusetzen. Über unser internationales Netzwerk kompetenter Spezialisten, Labore, Inspektionsstellen und akkreditierter Zertifizierungsressourcen koordiniert GAR die passende Expertise und unabhängige Absicherungsleistungen, um projektspezifische Anforderungen zu erfüllen, technische Risiken zu steuern und Konformitäts-, Leistungs- und Marktziele zu unterstützen.
Im Kontext von BIM, digitalen Zwillingen und der Absicherung digitaler Anlagen kann Global Alliance Register Sie in folgenden Bereichen unterstützen:
Unabhängige Bewertung von Anlagendaten, Informationsstruktur, Vollständigkeit und technischer Konsistenz.
Technische Prüfung koordinierter digitaler Modelle anhand freigegebener Projektanforderungen und ausgewählter technischer Nachweise.
Vergleich digitaler Informationen mit der physischen Ausführung durch Inspektion und geeignete Reality-Capture-Ressourcen.
Verifizierung von Ausrüstungskennzeichnung, technischen Merkmalen, Aufzeichnungen und abschließendem Status der Anlageninformationen.
Unabhängige Prüfung des gemeldeten physischen Fortschritts anhand von Projektaufzeichnungen, Inspektion vor Ort und verfügbaren digitalen Nachweisen.
Verifizierung von Fertigstellungs-, Inspektions- und Prüfaufzeichnungen, die Systemen und einzelnen Anlagenteilen zugeordnet sind.
Unabhängige Prüfung, ob die endgültigen digitalen Informationen genehmigte Änderungen und verifizierte Einbauzustände widerspiegeln.
Prüfung digitaler Anlageninformationen, technischer Dokumentation und Aufzeichnungen vor dem Übergang in den Betrieb.
Vom digitalen Modell zur vertrauenswürdigen Betriebsanlage
Die Entwicklung von BIM zu digitalen Zwillingen verändert die Rolle von Projektinformationen. Modelle sind nicht mehr nur für Planungskoordination und Bauplanung nützlich; sie können Teil der Informationsinfrastruktur werden, mit der die Anlage betrieben und instand gehalten wird.
Dieser Übergang erhöht die Bedeutung der Absicherung. Je mehr Entscheidungen von digitalen Informationen abhängen, desto wichtiger wird es zu wissen, ob diese Informationen die physische Anlage zutreffend abbilden.
Modelle, Spezifikationen und technische Informationen beschreiben die geplante Anlage.
Bestandsdaten, Inspektionen, Prüfungen und Betriebsinformationen beschreiben die gelieferte physische Anlage.
Kann das Projekt nachweisen, dass seine digitale Abbildung der physischen Anlage entspricht, die tatsächlich gebaut, geprüft, in Betrieb genommen und übergeben wurde?