Digitaler Zwilling – Alles, was Sie wissen müssen!

Warum ein Digitaler Zwilling?

Die Digitalisierung beeinflusst unser ganzes Leben und damit auch so gut wie jede Branche. Egal, ob in großen Fabriken oder im Alltag einzelner Personen – sie tritt in den verschiedensten Formen auf. Durch die Digitalisierung ist es überhaupt erst möglich den Digitalen Zwilling zu erstellen und zu nutzen. Mit der 3D-Vermessung ist es möglich die Liegenschaften detailgetreu zu erfassen und digital abzubilden und mithilfe von IoT (Internet of Things) Sensoren kann der Live-Zustand eben dieser Liegenschaft eingesehen werden. All dies ist nur möglich durch die technischen Errungenschaften der letzten Jahre. Ein Digitaler Zwilling bietet Ihnen nicht bloß Transparenz, sondern kann Ihnen viele weitere Vorteile bringen. Auf dieser Seite finden Sie alles rund um den Digitalen Zwilling. Wenn danach dennoch noch Fragen offen bleiben, stehen wir Ihnen selbstverständlich zur Seite und freuen uns auf Ihre E-Mail oder Ihren Anruf.

Was ist ein Digitaler Zwilling?

Eine allgemeingültige Definition für den Begriff “Digitaler Zwilling” zu finden ist schwierig, denn es gibt zu viele unterschiedliche, sodass eine alles aussagende Definition immer noch fehlt. Jedoch ist es wichtig diese Begrifflichkeit zu kennen und auch zu verstehen. Grundsätzlich kann ein Digitaler Zwilling als eine virtuelle Abbildung eines realen Objekts definiert werden. Dabei besteht dieser aus vielen Daten, Algorithmen und Sensoren. Diese sorgen dann dafür, dass die Daten in Echtzeit mit der realen Welt verglichen werden können. Um eine virtuelle Abbildung zu erzeugen, werden grundsätzlich drei Elemente benötigt: Ein Objekt, welches abgebildet werden soll, ein Digitaler Zwilling im virtuellen Raum und Sensoren, die die Verbindung zwischen dem realen Objekt und dem Digitalen Zwilling bilden. Der Digitale Zwilling hat das Ziel der Schaffung einer Single Source of Truth (SSOT). Eine einzige Quelle der Wahrheit, die für alle Beteiligten gleich gilt. Welche Problemstellungen mithilfe eines Digitalen Zwillings gelöst werden können, sehen Sie hier.

probleme im fm grafik

Fragen wie diese kommen Ihnen vielleicht bekannt vor. Es geht hierbei oft um das Zusammenspiel von verschiedenen Bereichen einer Firma. Der zu lange Kommunikationsweg stellt also eine Hürde dar. Ein Digitaler Zwilling kann hier eingreifen und eine einheitliche Plattform für die Gemeinschaft bilden.

Gegliedert in drei wichtige Bestandteile, ist ein Digitaler Zwilling folgend:

  • das virtuelle Abbild
  • die Vernetzung von Informationsquellen
  • die Erweiterung zu einem IoT-System

Woraus besteht ein Digitaler Zwilling?

Das virtuelle Abbild

“Bilder sagen mehr als tausend Worte!”
Ein Digitaler Zwilling beinhaltet drei Bestandteile und der erste ist die virtuelle Abbildung eines real existierenden Objektes. Dieses reale Objekt wird dann mithilfe einer 3D-Vermessung digitalisiert und verfügbar gemacht. Abgebildet werden die erfassten 3D-Modelle dann in plattformunabhängigen Systemen. Plattformunabhängig heißt in diesem Sinne, dass es egal ist von welchem Endgerät (Handy, Laptop, Tablet etc.) Sie auf den Digitalen Zwilling zugreifen wollen. Diverse Informationen des realen Objektes lassen sich visuell darstellen und einsehen. Das erleichtert sowohl die Suche nach relevanten Daten als auch die Informationsbearbeitung. Externe Informationen, die nicht mit der 3D-Messung aufgezeichnet worden sind, können mit Points of Interests (PoI) hinzugefügt und ins Modell integriert werden. Ein Digitaler Zwilling bietet Ihnen also eine effiziente Informationsplattform für Ihre Gebäude und kann von allen am Projekt Beteiligten verwendet werden.

Die Vernetzung von Informationsquellen

“Informationen sind gut. Vernetzte Informationen sind besser!”
Um Gebäude effizient zu nutzen und zu bewirtschaften werden zahlreiche Informationen angelegt und verwendet. Unterschiedliche Stakeholder, die zu verschiedenen Phasen des Bauwerks beteiligt sind, verwenden unterschiedliche Systeme (wie CAFM, SAP, CAD oder PLM Systeme) und generieren damit wichtige Daten des Gebäudes. Durch diesen immensen Berg an verschiedenen Informationen und Daten kann es schnell kompliziert werden. Ein Digitaler Zwilling kann dabei helfen! Der erste Bestandteil des Digitalen Zwillings ist das virtuelle Abbild. In diesem virtuellen Abbild können alle unterschiedlichen Systeme mit dessen Daten komprimiert werden. Es werden also alle Informationen in einem Objekt zusammengefasst und aus verschiedenen Systemen entsteht eine gemeinsame Plattform. Das vernetzt also alle vorhandenen Informationsquellen.

Die Erweiterung zu einem IoT-System

Diese Vernetzung von Informationsquellen kann auch weiterentwickelt werden. Die Vernetzung zwischen der realen und der virtuellen Welt wird Internet of Things (IoT) genannt. Dadurch können Menschen mit elektronischen Gegenständen und Systemen interagieren. Mithilfe von Sensoren an Gegenständen innerhalb eines Objektes werden Informationen als Daten in Echtzeit aufgenommen und an den Digitalen Zwilling angehängt. Im Beispiel von Gebäuden können Daten zur Temperatur, Bewegung und Luftfeuchtigkeit erfasst werden. Ein Digitaler Zwilling bildet also mithilfe von IoT Sensoren ein Live Modell, das den Ist-Zustandes des Gebäudes darstellt. Das führt zu erheblichen Steigerungen der Effizienz und des Projektmanagements.

Digitaler Zwilling vs. 3D Modell

Wie in der vorangegangenen Definition bereits erklärt, ist ein Digitaler Zwilling die virtuelle Abbildung eines realen Objekts. Aufgrund der visuellen Komponente eines dreidimensionalen Gebäudes wird ein Digitaler Zwilling oft mit einem 3D-Modell gleichgesetzt. Gewissermaßen gibt es natürlich einige Gemeinsamkeiten, da sie Objekte in drei Dimensionen darstellen. Der große und entscheidende Unterschied ist jedoch, dass ein Digitaler Zwilling mit dem realen Gebäude vernetzt ist und somit den Ist-Zustand dessen virtuell widerspiegelt. Das unterscheidet den Digitalen Zwilling von deinem einfachen CAD-Modell bzw. von einem 3D-Modell. Aus diesem kann jedoch mithilfe von Sensoren und einer speziellen Vermessung noch ein Digitaler Zwilling entstehen. Außerdem kann das 3D-Modell des Digitalen Zwillings auch um mehrere Dimensionen erweitert werden, wenn beispielsweise Kosten und Termine mitberechnet werden.

3D Modell vs. Digitaler Zwilling
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Digitaler Zwilling: Was sind die Vorteile?

Nachdem nun sichergestellt wurde, dass ein Digitaler Zwilling nicht bloß ein 3D-Modell mit besonderem Namen ist, kann fortgefahren werden. Es gibt zahlreiche Vorteile, die ein Digitaler Zwilling mit sich bringt. Einer der offensichtlichsten ist die detailgetreue visuelle Abbildung eines Objekts mitsamt seiner Informationsvielfalt. Mit dem Digitalen Zwilling können Sie virtuell auf Ihr Gebäude zugreifen und innerhalb des Modells millimetergenau Flächen vermessen. Und das ohne vor Ort zu sein. Abgesehen davon ist es möglich den Digitalen Zwilling um IoT-Anwendungen zu erweitern. Dies bringt neue Möglichkeiten und Vorteile mit sich. So können nun die verschiedensten Arten von Daten online eingesehen werden. Beispiele dafür gibt es genug: Wie hoch ist die Luftfeuchtigkeit in meinem Gebäude? Wie effizient ist meine Heizungsanlage? Habe ich das Licht im Büro ausgemacht? Diese und mehrere Fragen werden mit den speziellen Sensoren und dem Internet der Dinge beantwortet. Ein weiterer Vorteil ist die Minimierung von Suchmissionen. Sie arbeiten in einer riesigen Fabrik und wissen nicht, wo die spezielle und einzigartige Bohrmaschine ist? Kein Problem, ein Digitaler Zwilling ist leicht einzusehen und mithilfe eines Ortungssensors sehen Sie, wo Ihr Werkzeug liegt. Mehr dazu finden Sie in unserem Projekt mit der Deutschen Bahn.

Schnellere Erfassung

Die sonst zeitintensive Erhebung der tatsächlichen Gebäudefläche durch 2D Pläne gehört der Vergangenheit an. Durch neueste Technologien können wir an einem Tag über 50.000m² kartieren.

Genauere Auswertung

Beugen Sie Ungenauigkeiten und veralteten Daten vor. Der Digitale Zwilling ist das tatsächliche Abbild Ihrer Gebäude und unterstützt Sie auch in Zukunft mit einer lückenlosen Dokumentation.

Verbesserte Kommunikation

Mit der webbasierten Ansicht Ihrer Gebäude minimieren Sie die Anzahl von realen Begehungen und haben alle Informationen im Blick. So werden Besprechungen noch effizienter gehalten.

Einfachere Organisation

Die durchgängige Konnektivität ermöglicht fehlerfreie Absprachen. Mit einer einheitlichen Vernetzung der genutzten Systeme können sich Entscheidungsträger besser organisieren und abstimmen.

Individuelle Integration

Der Digitale Zwilling bietet eine nachhaltige Basis zur effizienten Bewirtschaftung Ihrer Gebäude. Entscheiden Sie welche und wie viele Informationen enthalten sein sollen und ergänzen Sie diese sukzessiv.

Effizientere Planung

Optimieren Sie relevante Kernprozesse und senken Sie Kosten. Nutzen Sie die durchgängige Dokumentation, um mit Hilfe von Benchmarking zukunftsorientierte Entscheidungen zu treffen.

Wie entsteht ein Digitaler Zwilling?

In einem unverbindlichen Erstgespräch sprechen Sie über Ihre Vorstellungen und Wünsche Ihres Unternehmens. Dabei sollte ersichtlich werden, für was Sie den Digitalen Zwilling verwenden möchten, denn dies wirkt sich auf die Auswahl unserer Messgeräte aus. In den Voraussetzungen können Sie nachlesen, was die optimale Vorbereitung für den Digitalen Zwilling darstellt. Es ist ratsam die Prozesse Schritt für Schritt zu digitalisieren. Dabei sollte ein Digitaler Zwilling zuerst bei kleineren Prozessen implementiert werden und später auf die größeren Prozesse ausgeweitet werden. Dies erleichtert auch den Einstieg der Mitarbeiter mit der neuen Arbeitsmethode.
Um einen Digitalen Zwilling dann zu erstellen, muss vorerst das Objekt der Wahl gescannt werden. Dies übernimmt unsere Mapping & Scanning Abteilung. Mit den unterschiedlichsten Werkzeugen und Messgeräten kommen diese dann zu Ihnen und fangen an das Objekt zu vermessen. Mit dem M6 Trolley beispielsweise ist es möglich eine Punktwolke mit einem Laserscanner zu erstellen und gleichzeitig 360 Grad Aufnahmen des Gebäudes aufzuzeichnen. Einen Technologieüberblick der 3D-Vermessung finden Sie hier. Dies macht es so einfach die Bebilderung über die Punktwolke zu lagern. Auch die Außenaufnahme und das Gelände, welches an Ihr Objekt grenzt, kann mit Drohnen und anderen Messgeräten erfasst und Ihrem Digitalen Zwilling beigelegt werden.

Digitaler Zwilling – Was sind die Voraussetzungen?

Das allerwichtigste bei der Erstellung eines Digitalen Zwillings ist die Motivation. Wozu brauchen Sie ihn und was versprechen Sie sich von ihm? Es ist entscheidend dies vorher festzulegen, da sich die Produktion des Digitalen Zwillings danach ausrichtet. Die entsprechenden Werkzeuge werden aufgrund dieser Informationen ausgewählt. Ist die Motivation definiert und an uns weitergeleitet, ist der erste Schritt getan. Kurz gesagt, ist eine effektive Zielsetzung der erste Schritt in Richtung des Digitalen Zwillings. Achten Sie also darauf, dass Ihr Ziel nicht zu oberflächlich, sondern S.M.A.R.T. ist.

Abgesehen davon sollten Sie in der Lage sein sich flexibel auf die Digitalisierung in Ihrem Unternehmen einzustellen. Eine agile Planung spielt hier eine entscheidende Rolle. Daher raten wir Ihnen zu Effizienz-steigernden Planungsmethoden wie “Scrum”. Als einer der nächsten Voraussetzungen ist die Prozessanalyse. Hier finden Sie heraus, welche bestehenden Prozesse optimiert oder entfernt werden müssen.

Unter den weiteren Voraussetzungen befindet sich selbstverständlich der Zugang zum Objekt. Wir müssen mit unseren Messinstrumenten in Ihr Gebäude, um dies zu vermessen. Neben dem Zugang zum Gebäude sollte dieses auch am besten leer stehen. Das bedeutet: Im Idealfall sollten keine Mitarbeiter vor Ort sein, sodass der Scan schnell und sauber ausgeführt werden kann. Ein fertiger Digitaler Zwilling soll nämlich keine Mitarbeiter abbilden. Um das Endergebnis zu sehen wird übrigens kein spezielles Gerät benötigt. Ein Digitaler Zwilling kann ganz einfach auf einem beliebigen Endgerät am Desktop, Tablet oder Smartphone angesehen werden.

Wie funktioniert ein Digitaler Zwilling?

Die Handhabung des Digitalen Zwillings ist kinderleicht. Alles, was man dazu braucht, ist ein Zugriff zur Cloud oder zum Server, auf welchem dieser gespeichert ist. Dann können alle gescannten Räumlichkeiten eingesehen und durchlaufen werden. Außerdem können mehrere Features miteingebracht und erkenntlich gemacht werden. So ist es beispielsweise möglich eine Routenplanung von Punkt A nach Punkt B anzufordern. Der Viewer zeigt dann den Weg an und das macht es einfach ans Ziel zu kommen. Außerdem können in dem Viewer ebenfalls Maße von Entfernungen gemacht werden; horizontal als auch vertikal. Wer es mal ausprobieren möchte, kann sich gern in unsere Büroräume begeben.

3D Model live view demo

Ein Digitaler Zwilling und seine Anwendungsbereiche

Ein Digitaler Zwilling wird meistens mit großen Industriehallen im Rahmen der Industrie 4.0 assoziiert. Dies ist auch vollkommen richtig. Denn ein Digitaler Zwilling hilft hier ganz konkret dabei die Arbeitsprozesse einer Fabrik effizienter zu gestalten und weitestgehend zu automatisieren. In großen Liegenschaften ist ein Digitaler Zwilling daher oftmals zu Hause. Abgesehen davon, kann ein Digitaler Zwilling auch in anderen Objekten seinen Zweck erfüllen und für effizienteres und transparenteres Arbeiten sorgen. So kann ein Digitaler Zwilling ebenfalls sehr gut in Krankenhäusern oder Schulen angewendet werden. Denn auch in solchen Institutionen lässt sich vieles automatisieren. Bürogebäude sind dabei ein weiterer Anwendungsfall. Außerdem kann ein Digitaler Zwilling sowohl bei neu geplanten Gebäuden als auch bei Bestandsgebäuden verwendet werden.

Ein Digitaler Zwilling in der Digital Factory

Ein Digitaler Zwilling bringt die Digitalisierung nach vorn. Fabriken und andere Liegenschaften können den Digitalen Zwilling nutzen, um Informationsverluste zu verringern. Denn diese Informationsverluste bringen ebenfalls Kosten- und Kommunikationsverluste mit. Der Begriff „Digital Factory“ fasst dies passend zusammen.

Abgesehen davon profitieren Unternehmen dank des Digitalen Zwillings ebenfalls von Prozessoptimierungen und der leichteren Instandhaltung ihrer Liegenschaften. Bei Reparaturen und Wartungsarbeiten ist es in riesigen Hallen von großer Wichtigkeit den genauen Standort des zu reparierenden Objekts zu kennen. Das spart Zeit und Kosten, da die Wartungen schneller vonstattengehen können. Dazu kommt, dass die für die Reparaturen Beauftragten direkt sehen können, welche Werkzeuge sie mitbringen müssen und daher können unnötige Termine vermieden werden, in denen es sich nur darum handelt, wie der weitere Vorgang der Reparatur ist.

digital factory robotik mitarbeiter

Digitaler Zwilling und Klimaschutz

Genau wie die Digitalisierung hat auch der Klimawandel einen großen Einfluss auf unsere heutige Gesellschaft. Jedoch kann die Digitalisierung vielerlei zur Verminderung der schwerwiegenden Folgen des Klimawandels beitragen. Die Bau- und Immobilienbranche hat ihren eigenen Anteil an den Emissionen, die in die Atmosphäre abgegeben werden. Durch Fehlkalkulationen und Missverständnissen werden viele Fehler in der Planung gemacht, die sich ebenfalls auf die Betriebsphase eines Gebäudes auswirken können. Mithilfe des Digitalen Zwillings ist es einfach möglich die Energieeffizienz Ihres Gebäudes einzusehen und zu verbessern. Dadurch unterstützt dieser ebenfalls den Klimaschutz. Außerdem ist es mit dem Digitalen Zwilling möglich die virtuellen Räumlichkeiten für andere Beteiligte freizugeben. Die Polarstern, ein riesiges Forschungsschiff in der Arktis, hat mit DiConneX einen Digitalen Zwilling des Schiffs erstellt. Mit diesem konnten viele Reisekosten (Kosten in Form von Geld und CO2-Ausstoß) gespart werden. Die Forscher aus aller Welt konnten ihre zugeteilten Kajüten online ausmessen und wussten somit, welche Geräte sie mit an Bord nehmen konnten.

Digitaler Zwilling: Ein Ausblick

Es ist schwierig die Zukunft des Digitalen Zwillings zu bestimmen. Allerdings gibt es einige Hochrechnungen, wie sich der Markt in den folgenden Jahren entwickeln wird. Durch die digitale Transformation oder die digitale Revolution, wie man sie auch nennt, werden nahezu alle Bereiche unseres heutigen Lebens digitalisiert. Wir sind uns sicher, dass ein Digitale Zwilling eine hervorragende Zukunft haben wird. Die Digitalisierung von Gebäuden wird durch die Landflucht und gleichzeitigen Urbanisierung zunehmen. Denn in der Zukunft wird immer mehr Wohnraum benötigt. Dies liegt vor allem an der steigenden Bevölkerungszahl als auch an den wachsenden Lebensstandards.

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