Der Einsatz der digitalen Zwillingstechnologie – die eine digitale Darstellung der physischen Welt erzeugt – wird zu einem wichtigen Unterscheidungsmerkmal für Unternehmen in der AEC-Branche. Im Zuge des COVID-19-Lockdowns steigt die Nachfrage nach neuen Anlagen mit ausgeklügeltem Design, um die Anforderungen an die Nachrüstung einer hybriden Belegschaft zu erfüllen. Digitale Zwillinge können während der gesamten Planungs-, Budget-, Design- und Bauphase helfen.

Das Baugewerbe ist ein komplexer Sektor mit einer Vielzahl unterschiedlicher Interessengruppen, darunter Architekten, Ingenieure, Bauunternehmer, Gebäudeeigentümer, Eigentümervertreter und Kommunen. Digitale Zwillinge ermöglichen es all diesen Gruppen, Daten zu verwalten und gemeinsam zu nutzen. Dadurch werden Silos aufgebrochen und die datengestützte Entscheidungsfindung über räumliche und abteilungsübergreifende Grenzen hinweg verbessert. In der Tat berichtet Forrester Research, dass 55 % der weltweiten Entscheidungsträger im Bereich Softwaretechnologie bereits digitale Zwillinge einsetzen und sie auf alles anwenden, vom Design bis zur Wartung. 

Was ist ein digitaler Zwilling im Baugewerbe?

Digitale Zwillinge im Bauwesen beziehen sich auf interaktive virtuelle Repräsentationen von physischen Gebäuden oder Infrastrukturprojekten. Diese virtuellen Repliken werden mithilfe fortschrittlicher Simulationsmodelle erstellt und integrieren Echtzeitdaten aus verschiedenen Quellen wie Sensoren, BIM-Modellen und anderen IoT-Geräten. Digitale Zwillinge bieten somit Einblicke in den Bauprozess, verbessern die Entscheidungsfindung und optimieren die Leistung während des gesamten Lebenszyklus eines Projekts.

Digitale Zwillinge sind virtuelle Modelle, die Projektteams einen immersiven Zugang zu wichtigen Gebäudeinformationen in Echtzeit ermöglichen, wodurch sie in mehreren Schlüsselbereichen Vorteile erzielen können:

• Schnellere und einfachere Zusammenarbeit zwischen Projektbeteiligten

• Höhere Produktivität

• Effizientere Arbeitsabläufe zwischen Auftragnehmern und Gewerken

• Reduzierung von Problemen und RFIs 

Durch die Einbindung digitaler Zwillinge in den BIM-Prozess (Building Information Modelling) können Bauunternehmer und AE-Firmen viele der dringendsten Herausforderungen in der Branche angehen, darunter niedrige Produktivität, Rentabilität, Leistung sowie hohe Fehler- und Unfallraten. Digitale Zwillinge im Bauwesen können Unternehmen auch dabei helfen, ihre virtuellen Planungs- und Baukosten zu senken und möglicherweise mehr Ausschreibungen zu gewinnen.

So funktionieren digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge werden mit einer Reihe von Technologien erstellt, darunter 3D-Laserscanner, Sensoren, Kameras und andere Geräte des Internets der Dinge (IoT). Die Erstellung eines digitalen Zwillings für ein Bauprojekt erfolgt in drei Hauptphasen:

Erfassen

Zunächst können digitale Zwillinge mit einer Vielzahl von Digitalkameras aufgenommen werden, auch mit dem Smartphone in Ihrer Tasche. Die Verwendung der Matterport-App auf Ihrem Mobilgerät ist ein einfacher und kostengünstiger Einstieg. Alternativ könnten Sie eine Reihe kompatibler 360-Panorama-Kameras verwenden, um digitale Zwillinge zu erzeugen. Und für Jobs, die absolute Präzision erfordern, bietet die Kamera der Matterport Pro Series erweiterte Scanfunktionen für Innen- und Außenbereiche. 

Bearbeiten, dokumentieren und kennzeichnen Sie Gebäuderessourcen

Verwenden Sie Bearbeitungstools wie Weichzeichnen und Zuschneiden, um Ihren digitalen Zwilling aus Gründen der Übersichtlichkeit und Sicherheit anzupassen. Dies ermöglicht eine einfache und genaue Visualisierung von physischen Räumen, mit Messungen und anpassbaren Bereichen.

Als Nächstes können MatterTags und Notizen auf dem Modell platziert werden, um Echtzeitdaten in Verbindung mit bestimmten Vermögenswerten zu sichern, die in einem Übergabepaket an einen Eigentümer wertvoll wären.  So können Sie z. B. Sicherheitsdatenblätter, Garantie- und Installations-PDFs hochladen und an eine Notiz anhängen, die an einem Klimagerät oder anderen mechanischen Systemen angebracht ist.

Teilen und zusammenarbeiten

Sie können digitale Zwillingsmodelle mit Teams und Büros an entfernten Standorten teilen, wodurch die Notwendigkeit persönlicher Besuche vor Ort reduziert, die Reisekosten gesenkt und umweltfreundlichere Geschäftspraktiken in AEC unterstützt werden. So können auch weit verstreute Teams mit barrierefreier Technologie effizienter zusammenarbeiten und koordinieren.

7 Vorteile von digitalen Zwillingen im Bauwesen

Digitale Zwillinge bieten ein hohes Maß an Interoperabilität und Automatisierung und haben das Potenzial, verschiedene Aspekte des Baugeschäfts zu revolutionieren. In diesem Abschnitt werden wir einige der wichtigsten Vorteile von digitalen Zwillingen im Bauwesen behandeln. 

1. Verbessertes Bauressourcenmanagement 

Mittels digitaler Zwillinge lassen sich Engpässe in der Lieferkette verringern und der Beschaffungsprozess verbessern. Dies fördert die Abstimmung zwischen dem aktuellen Fortschritt und den künftigen Leistungszielen und unterstützt Bauunternehmen dabei, Ressourcen und physische Assets besser einzusetzen.

2. Einfachere Kommunikation mit Stakeholdern 

Mit der Matterport-Software können Projektmanager Punktwolken, OBJ-Dateien, hochauflösende schematische Grundrisse und reflektierende Deckenplanansichten in 3ds Max, ReCap, Revit und viele andere exportieren. Das bedeutet, dass die Beteiligten in jeder Phase des Bauprozesses über die neuesten Fortschritte auf dem Laufenden gehalten werden und sofortige Bedenken anmelden können.

3. Bessere fundierte Entscheidungsfindung und Planung 

Digitale Zwillinge sind ein proaktives Planungsinstrument, das es Kunden oder Bauherren ermöglicht, Feedback zu geben, bevor der Presslufthammer angesetzt oder die Rigipsplatten angebracht werden. Ingenieure können auch umfassendere Bewertungen für Elemente wie die Lage von Schächten und die Platzierung von Versorgungsleitungen vornehmen, während Architekten ästhetische Aspekte wie die Farbe der Anstriche oder die Anordnung der Beleuchtung berücksichtigen können. Der Einsatz digitaler Zwillinge im Bauwesen trägt zur Verbesserung von Risikobewertungen im Planungsbereich und von Zustandserhebungen bei und ermöglicht es den Beteiligten, sich von PDF-Berichten und Fotos zu lösen, indem er eine immersive Darstellung bietet, die ein besseres Verständnis der Baustellenbedingungen und potenzieller Probleme ermöglicht.

4. Automatisierte Überwachung des Baufortschritts

Die Dokumentation des Fortschritts ist für jedes neue Bauprojekt von entscheidender Bedeutung, und digitale Zwillinge bieten Managern die Möglichkeit, das Projekt aus der Ferne im Auge zu behalten. Generalunternehmer und Bauherren benötigen eine Dokumentation, um zu überprüfen, ob der Baufortschritt den Normen und dem Entwurf entspricht. Eine gute Dokumentation reduziert zudem Fehler und den Bedarf an Nacharbeiten.​ Eine umfassende Überwachung des Projektfortschritts erleichtert die erfolgreiche Übergabe des Projekts vom Bauteam an das Facility Management.

5. Präzisere Annahmen und Vorhersagen 

Manager können schnellere und präzisere Kostenvoranschläge für Subunternehmer erstellen, da Besuche vor Ort nicht mehr erforderlich sind und dennoch ein umfassender Überblick über die bauliche Umgebung gegeben wird. Sie können auch virtuelle Punchlisten erstellen, indem Sie das 3D-Modell mit Notizen, Links, Fotos und Videos versehen.

6. Einfachere Überwachung der Bausicherheit 

Virtuelle Ferninspektionen ermöglichen es den Projektmanagern, die Sicherheitsverfahren besser zu überwachen. Außerdem bereichern digitale Zwillinge die Baudokumentation mit genauen, virtuellen Messungen schwer zugänglicher oder gefährlicher Umgebungen, sodass Mitarbeiter vor Ort keine unnötigen Risiken eingehen müssen.   

7. Robuste Übergabeleistungen für Eigentümer

Bauunternehmer, die Matterport nutzen, um die bestehenden Bedingungen während des gesamten Projektverlaufs zu erfassen und dann das Modell mit eingebetteten Daten, die mit den MEP-Systemen verknüpft sind, anreichern, bieten ihren Eigentümern ein digitales Übergabepaket, mit dem sie das Gebäude vom ersten Tag an verwalten können.  

Herausforderungen bei der Erstellung eines digitalen Zwillings für Bauprojekte

Um digitale Zwillinge effektiv einsetzen zu können, müssen einige Baufirmen möglicherweise lange bestehende Herausforderungen in der Branche überwinden. In diesem Abschnitt sprechen wir über die wichtigsten Herausforderungen, die bei der Implementierung von digitalen Zwillingen im Bauwesen zu beachten sind. 

Mangelndes Vertragsbewusstsein 

Das Verständnis der Nuancen eines Vertrags ist ein grundlegender Aspekt jedes Bauprojekts, und die Einbindung neuer Technologien, wie z. B. digitaler Zwillinge, kann den Prozess erheblich verändern. Durch die Aufzeichnung des Projektumfangs und der wichtigsten Faktoren des Kunden können digitale Zwillinge jedoch dazu beitragen, dass die Anforderungen eines Bauvertrags eingehalten und von allen Parteien verstanden werden. 

Mangelndes Datenverständnis

Viele Bauunternehmen stehen vor Herausforderungen, wenn sie versuchen, Daten effektiv zu nutzen. Sie kämpfen mit mangelnden Fähigkeiten, um Erkenntnisse zu gewinnen, verwenden unterschiedliche Datenverwaltungssysteme zwischen IT und OT und können nicht in Echtzeit oder innerhalb enger Fristen auf Daten zugreifen. Einer der Vorteile von Matterport ist die einfache Integration mit anderen Datenströmen. 

Der Wechsel zu BIM

Schon jetzt verwenden viele Baufirmen die 2D-Designtechnologie für wichtige Bauprojekte. Die Nutzung eines BIM-Modells in Verbindung mit einem virtuellen Design- und Bauprozess erfordert eine komplexere 3D-Modellierungstechnologie und neue Fähigkeiten innerhalb eines Unternehmens.

Keine Struktur oder definierte SOPs 

Bei einigen Bauprojekten fehlt es an Prozessen für den Datenaustausch und die Problemlösung, was die Einführung digitaler Zwillinge zu einer weiteren Hürde für die Beteiligten macht. Durch die Schaffung einer zentralen Informationsquelle stellen digitale Zwillinge jedoch sicher, dass alle Beteiligten – von den Auftragnehmern über die Inspektoren bis hin zu den Kunden – während des gesamten Lebenszyklus eines Projekts auf dem gleichen Stand sind. 

Finanzielle Einschränkungen

Angesichts der vielen Budgetanforderungen, die es zu bewältigen gilt, zögern Bauunternehmen vielleicht zunächst, in die digitale Transformation zu investieren. Aber die beträchtlichen Kosteneinsparungen, die sich aus der Reduzierung von Nacharbeiten, der Verbesserung der effektiven Zusammenarbeit und der Minimierung von Reisekosten ergeben, rechtfertigen die Investition mehr als nur.

Beispiele für digitale Zwillinge im Bauwesen

Zahlreiche namhafte Architektur- und Bauunternehmen haben mithilfe einer digitalen Zwillingsplattform ihre Herangehensweise an Projekte grundlegend verändert. Hier finden Sie einige Geschichten von führenden Bauunternehmen, wie sie die Vorteile von digitalen Zwillingen zur Verbesserung ihrer Arbeitsabläufe genutzt haben.

Corgan realisiert Bau-ROI mit dem digitalen 3D-Zwilling von Matterport für den Flughafen LAX

Als Corgan – ein führendes Architektur- und Designbüro – mit der Arbeit an einem 1,6 Milliarden US-Dollar teuren Bauprojekt am Los Angeles International Airport (LAX) begann, integrierten die Manager die Digital-Twin-Technologie in den Bauablauf, um Leistung und Produktivität zu optimieren. 

Mithilfe der Matterport-Kamera dokumentierte Corgan wichtige Meilensteine, erstellte virtuelle Mängellisten und stellte den Eigentümern, Auftragnehmern und Facility-Managern digitale 3D-Zwillinge zur Verfügung.

Die Technologie des digitalen Zwillings half Corgan auch dabei, eine der größten Herausforderungen in der Entwurfsphase eines Neubauprojekts zu bewältigen: die Erfassung der vorhandenen Standortbedingungen. Die Anfangsphase des LAX-Projekts war ein Versorgungstunnel mit einer Fläche von 1.670 Quadratmetern (18.000 Quadratfuß). Corgan führte 50 Scans in etwa einer Stunde durch, und die Projektteams haben diese Zeit seither durch die schnelle Erfassungsfunktion von Matterport um 50 % reduziert.

Takenaka nutzt Matterport Digital Twins für Ferninspektionen und effektive Zusammenarbeit

Im Jahr 2017 war die Takenaka Corporation eines der ersten japanischen Unternehmen, das die digitale Zwillingstechnologie von Matterport in der Baubranche einführte. Durch die Erfassung digitaler Zwillinge von Bau- und MEP-Projekten während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes sind Projektteams in der Lage, in jeder Phase des Bauprozesses effektiver zusammenzuarbeiten.

Zunächst verwendete Takenaka herkömmliche 3D-Laserscanner, um Spaces digital zu erfassen. Allerdings erforderte diese Digitalisierung viel Zeit für die Verarbeitung der gescannten Daten. Außerdem mussten die Ingenieure vor Ort Untersuchungen durchführen und diese kostspieligen Scans erfassen. Mit der digitalen Zwillingstechnologie von Matterport war Takenaka in der Lage, den Projektmanagementprozess in mehrfacher Hinsicht zu rationalisieren: 

• Reduzierung der Zeit für die Erstellung von 360-Grad-Fotos um 90 %.

• Einsparung von Tausenden von Dollar pro Scan, da keine teuren Laserscanner mehr verwendet werden müssen

• Einsparung von Reise- und Arbeitskosten durch Fernvermessung und Inspektionen

Swinerton nutzt Matterport Digital Twins, um Projekte voranzutreiben

Während des COVID-19-Lockdowns musste Swinerton – ein in San Francisco ansässiges Bauunternehmen – sicherstellen, dass der Baufortschritt für die Kunden transparent blieb, auch wenn die soziale Distanzierung den Zugang zu den Anlagen und Baustellen einschränkte.

Mithilfe der Matterport-Kamera konnte Swinerton innerhalb weniger Stunden äußerst detaillierte 3D-Scans eines etwa 1.900 Quadratmeter (20.000 Quadratfuß) großen Bereichs erstellen. Die Scans wurden an Kunden, Architekten, Ingenieure und Unterberater gesendet, die virtuell durch den Raum navigieren und Änderungen in Echtzeit vorschlagen konnten. Der Einsatz von digitalen Zwillingen ermöglichte es Swinerton, Projekte auf verschiedene Weise auf Kurs zu halten:

• Reduzieren der Reisezeit von Kunden um 100 Prozent 

• Reduzieren der Reisezeit von TGA-Ingenieuren und Architekten um 50 Prozent 

• Vier Wochen potenzieller Projektverzögerungen können vermieden werden

• Einsparen von Tausenden von Dollar durch die Vermeidung kostspieliger Fehler und Nacharbeiten

4 Tipps für die Implementierung der Technologie des digitalen Zwillings bei Ihrem nächsten Projekt

Suchen Sie nach dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis für die digitalen Zwillinge im Bauwesen? Hier ein paar Tipps für den Einstieg:

1. Machen Sie sich mit den Regeln und Vorschriften vertraut

Bevor Unternehmen digitale Zwillinge auf einer Baustelle einsetzen, müssen sie sicherstellen, dass sie die lokalen Gesetze und Vorschriften einhalten. Digitale Zwillinge sollten es Bauunternehmern jedoch ermöglichen, den Genehmigungsprozess zu beschleunigen und schneller testbare Pläne zu erstellen.

2. Investieren Sie in neue Mitarbeiterschulungsprogramme 

In der Vergangenheit hat sich die Bauindustrie bei der Einführung neuer Technologien zurückgehalten. Möglicherweise müssen Unternehmen neue Schulungsprogramme einführen, um ihren Mitarbeitern das Wissen zu vermitteln, das sie benötigen, um das Beste aus den digitalen Zwillingen herauszuholen. Auch für Mitarbeiter, die mit dem Schutz geschützter Informationen betraut sind, können spezielle Schulungen zur Cybersicherheit erforderlich sein.

3. Erstellen Sie eine Architektur-Roadmap für den digitalen Zwilling

Ein strategischer Plan, der darlegt, wie digitale Zwillinge zur Erreichung der Projektziele beitragen werden, ist eine gute Möglichkeit, um sicherzustellen, dass alle Beteiligten auf derselben Seite stehen. Diese architektonischen Roadmaps können während des gesamten Projektlebenszyklus als Bezugspunkt dienen und den Teams helfen, auf dem Laufenden zu bleiben und sich an den Zielen auszurichten.

4. Integration relevanter Technologien 

Die digitalen Zwillinge von Matterport lassen sich nahtlos in bestehende Programme wie SketchUp, Revit, AutoCAD und andere gängige BIM-Designsoftware integrieren. Bauleiter können ihre Punktwolke exportieren und in Revit oder anderen BIM-Tools weitergeben. Sie können OBJ-Dateien und Punktwolken für Bestandspläne und Baudokumentationen erstellen.

Matterport hilft Ihnen, eine solide Basis für Ihr nächstes Bauprojekt zu schaffen

Die 3D-Datenplattform von Matterport ist eine leistungsstarke und effektive Möglichkeit, den Bauprozess eines physischen Gebäudes oder Grundstücks zu dokumentieren und daran zusammenzuarbeiten. Mit einer kompatiblen Kamera können Sie ein digitales Modell von kleinen oder großen Spaces mit einem Detailgrad erstellen, der der Realität vor Ort sehr nahe kommt. Diese Modelle werden in einer navigierbaren, fotorealistischen Ansicht geliefert, die patentierte Computer Vision und Technologien der künstlichen Intelligenz, bekannt als Cortex AI, verwendet.

Mit der Matterport-Plattform für digitale Zwillinge können Sie außerdem problemlos zusätzliche Dateiformate in andere Software von Drittanbietern in andere Plattformen exportieren, was Ihnen eine Menge manueller Arbeit und Zeit erspart. 

Mit Matterport können Sie:

• Die wichtigsten Meilensteine schnell und effektiv dokumentieren und kommunizieren

• Reisezeit durch gemeinsame Nutzung und Anmerkungen im Modell eliminieren 

• Qualitätskontrollen aus der Ferne durchf, Messungen außerhalb des Standorts durchführen und Besuche vor Ort reduzieren, indem Sie alle Daten gleich beim ersten Mal erfassen

Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Matterport

Weitere Informationen darüber, wie ein digitaler Zwilling dazu beitragen kann, Ihre Projekte zu rationalisieren, die Dokumentation und Zusammenarbeit zu verbessern und die Kosten für Design und Konstruktion zu senken, finden Sie auf der Website von Matterport: https://matterport.com/industries/architects-engineering-construction