Was ist ein digitaler Zwilling und wie wird er verwendet?
Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Version des physischen Gegenstands, den er darstellt. Mit dieser Technologie, die erstmals in den 1960er Jahren von der NASA für ihr Apollo-Raumfahrtprogramm eingesetzt wurde, lassen sich virtuelle Nachbildungen beliebiger physischer Objekte erstellen, von Nanomaterialien bis hin zu intelligenten Städten. Dies ermöglicht die Visualisierung, Überwachung und – was vielleicht am wichtigsten ist – die Simulation von physischen Anlagen, entweder bevor sie implementiert oder verkauft werden, oder um physische Anlagen zu warten, die bereits in Betrieb sind. Der zusätzliche Nutzen ist vor allem ein verbesserter Zugang zu Daten und eine effizientere und schnellere Entscheidungsfindung.
Die branchenübergreifende Einführung von digitalen Zwillingen kommt langsam in Gange durch die massenhafte Umsetzung von Trends wie IoT, künstliche Intelligenz, virtuelle Realität und offene APIs geführt. Bei einer globalen Marktbewertung von 5 Milliarden Dollar im Jahr 2020 und einer erwarteten jährlichen Wachstumsrate von 40 % von 2021 bis 2028.
Digitale Zwillinge werden durch Messungen, Aufzeichnungen und Interpretationen von fotografischen Mustern oder Bildern erstellt:
Photogrammetrie
– um ein genaues Bild der realen Welt zu erstellen. Dazu werden alle verfügbaren Daten über ein bestimmtes Objekt oder einen Prozess genutzt und dann eine genaue Darstellung in der digitalen Umgebung erstellt. Dieses digitale Abbild – oder dieser Zwilling – kann dann zur Überwachung und Analyse der Leistung eines Systems oder Prozesses im Laufe der Zeit verwendet werden.
Der digitale Zwilling kann aus verschiedenen Quellen generiert werden, einschließlich Sensoren,
3D-Modelle,
und Daten aus Datenbanken. Das generierte Modell kann dann zur Simulation von Betriebsszenarien zu Testzwecken verwendet werden, bevor sie in der realen Welt eintreten.
Digitale Zwillinge: Der Schlüssel zu einer nachhaltigen Infrastrukturinspektion
Im Zusammenhang mit Infrastrukturen können digitale Zwillinge bei der Inspektion, Planung und Unterstützung von Wartungsarbeiten an Infrastrukturanlagen von unschätzbarem Wert sein. Die Methodik ermöglicht eine detaillierte Ferninspektion durch Georeferenzierung, um Schäden genauer und effizienter als bisher zu erkennen, zu klassifizieren und zu dokumentieren. Aufgrund der Möglichkeit, virtuelle manuelle Arbeiten durchzuführen, sind digitale Zwillinge der Schlüssel zur Förderung von Sicherheit und Effizienz, dadie Inspektionsmöglichkeiten technologisch verbessert werden und weniger Ressourcen vor Ort benötigt werden.
Diese Vorteile sind der Schlüssel zur Schaffung der Infrastrukturinspektion der Zukunft. Diese Art der Kontrolle muss nachhaltiger sein, als es die derzeitigen Praktiken erlauben. Dies geht weit über die Umweltfreundlichkeit hinaus. Angesichts des Umfangs der Aufgabe, bestehende Infrastrukturanlagen effizienter zu inspizieren und gleichzeitig neue Infrastrukturen zu planen und zu bauen, bedeutet Nachhaltigkeit effektiv besser geplante Ressourcen, Zeitersparnis, die Vorhersage von Reparaturen zu einem früheren Zeitpunkt während der Lebensdauer einer Anlage und die sichere Verlängerung des Lebenszyklus einer Anlage.
Wie STRUCINSPECT die digitale Zwillingstechnologie für die Inspektion nutzt
Alles beginnt mit Daten. Und bei der digitalen Inspektion mit STRUCINSPECT kommen diese Daten in Form von hochwertigen Bildern. Gebäudeinspektoren- und eigentümer können diese Bilder entweder selbst aufnehmen oder über den STRUCINSPECT-Hub die Unterstützung von Datenerfassungsexperten für die Bildaufnahme anfordern und beauftragen.
Bei der Erstellung eines digitalen Zwillings aus diesen Bildern ermöglicht die STRUCINSPECT-Plattform die Auswahl verschiedener Schwierigkeitsgrade für die Bearbeitung und Verarbeitung dieser Bilder. In der Basisversion können die Nutzer Strukturen erstellen und über die Funktion “Bilder zu 3D-Modell” Schäden einfach hochladen, bewerten und verwalten.
Die Premium-Version geht noch weiter und umfasst die Erstellung eines hochauflösenden texturierten digitalen 3D-Zwillings. Diese virtuelle Darstellung des physischen Objekts ist so genau, dass sie eine virtuelle manuelle Ferninspektion und 3D-Schadenkontrolle ermöglicht. In der Premium-Version ist auch die Erstellung eines IFC-konformen BIM-Modells im gewählten Level of Detail (LOD) möglich.
Auf der Rückseite von 3D-Modellen werden Schäden erkannt, die dann mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz genauer und effizienter als bisher klassifiziert und dokumentiert werden können. Mit Hilfe dieser KI-gestützten Methodik wird der erkannte Schaden auf den ursprünglichen 2D-Bildern und den georeferenzierten digitalen 3D-Zwillingsbildern mit einer eigenen eindeutigen Identifikationsnummer versehen und dokumentiert. Alle Schäden werden dann zusammen mit ihrer eindeutigen Identifikationsnummer auch auf dem digitalen 3D-Zwilling georeferenziert. Dies ermöglicht eine möglichst genaue digitale Ferninspektion – und das alles mit dem STRUCINSPECT Hub.
STRUCINSPECT hat diese Methodik bei verschiedenen Projekten erfolgreich eingesetzt: bei der Inspektion von Tunneln, Brücken, Unterführungen, Kanälen und mehr. Wir glauben, dass die Technologie des digitalen Zwillings weit mehr als ein Schlagwort ist. Wir glauben, dass sie eine Schlüsselkomponente für eine erfolgreiche, nachhaltige und sichere Zukunft des Lebenszyklusmanagements von Infrastrukturen ist.
