Ein digitaler Zwilling für den gesamten Gebäudelebenszyklus

„Mit verlässlichen Daten können großartige Dinge geschehen“. So lautet der neue Slogan von nima, der ehemaligen UK BIM Alliance. Als starke Befürworterin der Einführung digitaler Zwillinge in der gebauten Welt kann ich dieser Aussage nur zustimmen. Ich bin der festen Überzeugung, dass die zweckgerichtete Erstellung und Verwaltung von Daten zur Erzielung leistungsfähiger Ergebnisse genutzt werden kann. Diese Daten bilden zudem auch den Kern digitaler Zwillinge. Sie können ein wichtiges Werkzeug für die AEC/O-Industrie sein, da sie wertvolle Einblicke in ein Gebäude oder Infrastruktur liefern, die eine bessere Entscheidungsfindung während des Betriebs oder sogar während der Planung des nächsten Projekts ermöglichen. Die Möglichkeiten der Wertschöpfung sind endlos, einschließlich der Verbesserung der Lebensqualität, der Senkung der Betriebskosten und der Verringerung der Verschwendung von Material und Energie. Das führt insgesamt zu einer nachhaltigeren gebauten Welt. Um diese Vision zu verwirklichen, müssen digitale Zwillinge in der Lage sein, aussagekräftige Daten zu verarbeiten und zu analysieren, die in einem handhabbaren Format strukturiert sind. Das bedeutet, dass die Daten sowohl maschinenlesbar als auch in eine „single source of truth“ integriert sein müssen – derzeit noch einer der Stolpersteine auf dem Weg zu einem vollständig datenbasierten digitalen Zwilling.

Ein digitaler Zwilling ist im Grunde ein digitales Abbild des physischen Gebäudes, in dem digitalisierte Informationen mit seinem physischen Gegenstück verknüpft sind. So werden die verschiedenen KPIs des physischen Objekts überwacht und verwaltet. Im Idealfall können diese Werte je nach Nutzungshäufigkeit und Datentreue zwischen dem physischen Objekt und dem digitalen Zwilling synchronisiert werden (siehe auch RICS Whitepaper – März 2022). Die heutige Realität bei Bauprojekten sieht jedoch anders aus: Daten werden in Silos erstellt und verwendet und nicht zwischen den verschiedenen Stakeholdern innerhalb des Bauprozesses koordiniert oder in vielen Fällen nicht einmal für alle zugänglich gemacht. Dies führt dazu, dass die Planungsdaten in proprietären Dateien gefangen sind, die nicht mehr für andere Zwecke verwendet werden können, auch nicht als Teil eines digitalen Zwillings. Das Ergebnis ist ein „Vendor-Lock-in-Effekt“, der den Wert der Daten für die Endnutzer*innen untergräbt.

Ein auf offenen Standards basierender Ansatz kann dazu beitragen, diese Silos aufzubrechen und die Betriebskosten für die Nutzer*innen zu senken. Offene Standards sind hilfreich, weil die Interoperabilität von Datenquellen für den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden, einschließlich Entwurf, Entwicklung und Betrieb, absolut entscheidend ist. OPEN BIM lässt allen Stakeholdern die Wahl, welche Technologie sie verwenden möchten, und bietet gleichzeitig die entscheidende gemeinsame Sprache, die für die Einbeziehung aller Beteiligten unerlässlich ist. Offene Standards sind daher auch für digitale Zwillinge von wesentlicher Bedeutung.

Es besteht kein Zweifel daran, dass die Entwicklung, Vereinbarung und Annahme einer gemeinsamen Sprache auf globaler Ebene eine gewaltige Aufgabe ist – es braucht Zeit, offene Standards zu entwickeln und ihre Annahme sicherzustellen, und das oft gegen starke Widerstände. Oft werden offene Standards trotz ihres Vorhandenseins aufgrund des oben erwähnten Lock-in-Effekts nicht verwendet, aber der eindeutige Wert des „golden threats“ der Daten für Eigentümer*innen wird dazu beitragen, dass dieser Übergang stattfindet.

Die gute Nachricht ist, dass bei der Entwicklung und Verbesserung spezifischer offener Standards für digitale Zwillinge bereits erhebliche Fortschritte erzielt wurden. Die im Februar 2020 gegründete BuildingSMART-Arbeitsgruppe für digitale Zwillinge hat das Ziel, einen IFC-Standard für digitale Zwillinge zu entwickeln. Außerdem wurde im Vereinigten Königreich ein nationales Programm für digitale Zwillinge ins Leben gerufen. Dieses Programm zielt darauf ab, ein Ökosystem von digitalen Zwillingen zu entwickeln, um die nationale Infrastruktur des Vereinigten Königreichs zu verbessern. Infolgedessen haben sich die British Standards Institution (BSI), die Universität Cambridge und das Centre for Digital Built Britain (CDBB) zusammengetan, um ein einheitliches Rahmenwerk für Digital Twins in der gebauten Umwelt zu schaffen, das durch ihren Pathway to the Information Management Framework unterstützt wird. Darüber hinaus hat die ISO zwei technische Ausschüsse für die Entwicklung von Digital-Twin-Normen eingerichtet, einen für ein Digital-Twin-Framework für die Fertigung und einen für IoT und verwandte Technologien.

Im Lebenszyklus des Bauwesens schaffen offene Standards bereits Möglichkeiten für interoperable Wege zur intelligenteren Nutzung von Datenquellen innerhalb der gebauten Welt, um die meisten gängigen Anwendungsfälle für digitale Zwillinge zu verbessern.

Ich bin überzeugt von den Vorteilen, die die Verwendung von auf offenen Standards basierenden digitalen Zwillingen für unsere Gebäude mit sich bringen wird – allerdings ist noch Arbeit nötig, um dies zum Standard in unserer Branche zu machen. Für den Anfang können wir die Erkenntnisse nutzen, die zweckgerichtete Daten heute liefern können, so dass „mit verlässlichen Daten große Dinge geschehen werden“.