Energieanlagen gehören zu den komplexesten, am stärksten regulierten und am schwersten zugänglichen baulichen Anlagen, die heute in Betrieb sind, und jede betriebliche Entscheidung hängt von einer genauen Dokumentation ab. Die Wartungsplanung, die Schulung des Personals, behördliche Prüfungen und die Koordination von Auftragnehmern setzen voraus, dass die Teams einen klaren und aktuellen Überblick darüber haben, was sich tatsächlich vor Ort befindet.

Die Dokumentation für die meisten Energieanlagen wurde jedoch nicht für deren heutigen Betrieb erstellt. Ein Großteil der US-Stromnetzinfrastruktur wurde vor 50–75 Jahren gebaut, und die American Society of Civil Engineers hat ihr in ihrem neuesten Bericht die Note C-minus gegeben. Mit zunehmendem Alter dieser Anlagen sind die dazugehörigen Unterlagen immer fragmentierter geworden: technische Zeichnungen, die seit einem Jahrzehnt nicht mehr aktualisiert wurden, Fotoarchive, die über gemeinsame Laufwerke verstreut sind, und institutionelles Wissen, das jedes Mal verloren geht, wenn ein erfahrener Techniker in den Ruhestand geht.

In der Energiewirtschaft bieten digitale Zwillinge eine Möglichkeit, diese Fragmentierung zu konsolidieren. Durch die Erfassung einer fotorealistischen, maßgetreuen 3D-Nachbildung einer physischen Anlage kann jeder Beteiligte von jedem Gerät aus navigieren, messen und Anmerkungen hinzufügen. In diesem Leitfaden behandeln wir fünf Anwendungsfälle, in denen digitale Zwillinge im Energiesektor messbare Vorteile bieten, wie sie bei Anlagen wie Umspannwerken, Kraftwerken und Leitstellen zum Einsatz kommen und was erforderlich ist, um damit zu beginnen.

5 Anwendungsfälle für digitale Zwillinge in der Energiebranche

Digitale Zwillinge werden im Energiesektor für vielfältige Zwecke eingesetzt, von der Dokumentation von Anlagen bis hin zur Schulung von Mitarbeitern. Die digitalen Zwillinge von Matterport basieren auf 3D-Erfassungen und nicht auf Sensornetzwerken oder Simulationsmodellen, sodass sie in verschiedenen Einrichtungen eingesetzt werden können, ohne dass IT-Umstellungen oder lange Implementierungszeiten erforderlich sind. Sie sind:

• Maßgenau: Das 3D-Modell bildet reale Entfernungen ab und ermöglicht so die Beurteilung und Planung aus der Ferne.

• Messbar: Mithilfe der automatisierten Vermessung können Ingenieure Abstände, Geräteabmessungen und räumliche Beziehungen ohne einen Besuch vor Ort überprüfen.

• Kollaborativ: Notizen, Tags und Anhänge machen jedes Modell zu einem lebendigen Dokument, in dem Teams Probleme markieren, Arbeitsaufträge verknüpfen und Kontext teilen.

• Immersiv: Fotorealistische 3D-Rundgänge vermitteln das Gefühl, vor Ort zu sein, und unterstützen Schulungen, Inspektionen sowie die Abstimmung mit den Stakeholdern.

• Interoperabel: Durch die Integration mit Plattformen wie Autodesk lassen sich Matterport-Zwillinge in bestehende Workflows im Bereich Engineering und Anlagenverwaltung einbinden.

Ein einzelner Scan erzeugt ein navigierbares, freigebbares Modell, das sofort einsatzbereit ist, ohne dass komplexe Sensornetzwerke erforderlich sind.

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1. Visuelle Anlagendokumentation und Lebenszyklus-Management

Veraltete Infrastruktur stellt dringende Herausforderungen bei der Dokumentation dar. Fast 70 % sowohl der US-amerikanischen Leistungstransformatoren als auch der Übertragungsleitungen sind über 25 Jahre alt. Bei vielen dieser Anlagen spiegeln die ursprünglichen Zeichnungen nicht mehr die Gegebenheiten vor Ort wider.

Die digitalen Zwillinge von Matterport liefern detaillierte, mit Zeitstempeln versehene visuelle Aufzeichnungen kritischer Infrastruktur: Transformatoren, Schaltanlagen, Schalttafeln und alles dazwischen. Jeder Scan erfasst hochauflösende Bilder, auf denen Typenschilder, Beschilderungen und Geräteetiketten lesbar bleiben. Das bedeutet, dass Versicherungsgutachter, Investitionsplaner und Lifecycle-Manager alle mit derselben präzisen visuellen Dokumentation arbeiten, anstatt Informationen aus verschiedenen Quellen zusammenzutragen.

Wenn ein Transformator ersetzt oder ein neues Relais installiert wird, erfasst der nächste Scan die Änderung. Im Laufe der Zeit entsteht so ein lebendiges Archiv zur Geschichte jeder Anlage, das die veralteten technischen Zeichnungen und verstreuten Fotoordner ersetzt, auf die sich die meisten Teams nach wie vor verlassen.

2. Proaktive Wartungsplanung

Noch bevor sie vor Ort eintreffen, können Wartungsteams den Matterport-Zwilling öffnen, um den Arbeitsbereich zu begutachten, Zugangswege zu überprüfen und in der Nähe befindliche Geräte zu identifizieren. Dieser räumliche Kontext hilft Technikern, effektiver zu planen, und reduziert Zeitverluste im Außendienst.

Zeitgestempelte Erfassungen dokumentieren Verschleiß, Korrosion und Konfigurationsänderungen im Zeitverlauf. Der Vergleich von Scans aus verschiedenen Zeiträumen kann Trends aufzeigen, die andernfalls möglicherweise unbemerkt blieben: eine Rohrverbindung, die erste Anzeichen von Korrosion aufweist, eine Kabelrinne, die sich verschoben hat, oder eine Isolierung, die erste Anzeichen von Verschleiß zeigt. Die Nutzung eines digitalen Zwillings kann zu Energieeinsparungen von bis zu 30 % führen und Strategien für die prädiktive Wartung verbessern.

Die API/SDK und Integrationen von Matterport ermöglichen es auch, digitale Zwillinge zusammen mit Asset-Management- und Sensorplattformen zu nutzen. Teams können den visuellen Kontext eines Scans mit Live-Zustandsdaten aus einem SCADA-System oder IoT-Sensoren kombinieren, was den Übergang von einer reaktiven zu einer prädiktiven Wartung erleichtert. Über den gesamten Energiesektor hinweg haben KI-gestützte digitale Zwillingsmodelle nachweislich zu einer Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten um 35 % und einer Genauigkeitsrate von 98,3 % bei der Fehlererkennung geführt.

3. Remote-Gebäudemanagement und -Auftragskoordination

Energieanlagen befinden sich oft an abgelegenen Orten, bergen Gefahren oder beides. Reisen zur Inspektion einer Anlage in einem Umspannwerk in der Wüste oder auf einer Offshore-Plattform kosten Zeit, Geld und verursachen CO₂-Emissionen.

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Mit den digitalen Zwillingen von Matterport können Betriebsteams Anlagen virtuell begutachten, Grundrisse überprüfen und die Bedingungen vor Ort beurteilen, ohne vor Ort sein zu müssen. Notizen, Tags und Anhänge machen das 3D-Modell zu einem gemeinsamen Bezugspunkt, an dem Teams Folgendes tun können:

• Probleme an bestimmten Geräte Standorten kennzeichnen und mit Arbeitsaufträgen verknüpfen

• Betriebsanleitungen oder Sicherheitsdatenblätter direkt an der entsprechenden Stelle im Modell einfügen

• Den Zustand der Objekte für spätere Referenzzwecke dokumentieren, jeweils im räumlichen Kontext verortet

Die sichere Freigabe ermöglicht es Ingenieurbüros und Baupartnern, Zugangswege und Sicherheitszonen vor Beginn der Arbeiten zu überprüfen. Ein Auftragnehmer, der sich um den Austausch einer Schaltanlage bewirbt, kann den digitalen Zwilling durchgehen, um die Abstände zu überprüfen und die Logistik zu planen, ohne zuvor vor Ort sein zu müssen. Dadurch lassen sich Einsatzfahrten und Reisekosten reduzieren und gleichzeitig die Koordination für weit verstreute Teams vereinfachen.

Automatisch erstellte schematische Grundrisse helfen Teams dabei, Anlagen aus der Ferne schnell zu lokalisieren und räumliche Zusammenhänge zu verstehen – ganz gleich, ob sie einen Ausfall koordinieren, eine Nachrüstung planen oder einen neuen Lieferanten einweisen.

4. Audit-Bereitschaft

Die regulatorischen und Sicherheitsanforderungen im Energiesektor verschärfen sich. Behörden erwarten eine detaillierte Dokumentation, häufige Inspektionen und einen schnelleren Zugriff auf Compliance-Nachweise. Für viele Teams ist die Audit-Vorbereitung nach wie vor ein Mühsal: das Durchsuchen von Aktenschränken, das Aufspüren von Fotos von vor drei Jahren und das Zusammenfügen eines Gesamtbildes aus fragmentierten Unterlagen.

Mit einem digitalen Zwilling von Matterport können Auditoren und Compliance-Teams über ein freigegebenes Modell im Browser virtuell auf eine Einrichtung zugreifen. Keine Reisen, keine PSA-Logistik. Sie können die Umgebung begehen, an bestimmte Geräte heranzoomen und Zustände sowie angehängte Dokumente nach ihrem eigenen Zeitplan überprüfen.

Jeder Scan ist mit einem Zeitstempel versehen, was bedeutet, dass jede Aufnahme als nachprüfbarer Nachweis dafür dient, wie die Einrichtung an einem bestimmten Datum aussah. Anstatt vor einem Audit Unterlagen von Grund auf neu zusammenzustellen, führen die Teams eine kontinuierlich aktualisierte visuelle Dokumentation, die bei Bedarf der Aufsichtsbehörden sofort zur Verfügung steht.

5. Sicherere Mitarbeiterschulungen und HSE-Onboardings

Laut der IEA kommen in fortgeschrittenen Volkswirtschaften auf jeden neuen Berufseinsteiger unter 25 Jahren 2,4 Beschäftigte im Energiesektor, die kurz vor dem Ruhestand stehen. Neue Mitarbeitende müssen sich schneller einarbeiten, und verteilt arbeitende Teams benötigen Fernzugriff auf Einrichtungen, die sie nur selten persönlich besuchen.

Immersive 3D-Rundgänge ermöglichen es Auszubildenden, die Grundrisse von Einrichtungen kennenzulernen und Sperrzonen zu identifizieren, ohne dass sie direkt Hochspannungsgeräten oder gefährlichen Umgebungen ausgesetzt sind. Sie können Notfall-Evakuierungsrouten im Modell üben, bevor sie überhaupt den Standort betreten. Im digitalen Zwilling eingebettete Tags verlinken direkt auf SOPs, Handbücher für Geräte und Sicherheitsdokumentationen. So wird das Modell zu einer Schulungsumgebung, die weit mehr Kontext bietet als ein Ordner voller PDF-Dateien.

Diese Schulungszwillinge werden aktualisiert, wenn sich die Einrichtungen ändern. Wenn ein neues Gerät installiert wird oder sich ein Layout ändert, erfasst der nächste Scan dies automatisch, sodass die Einarbeitungsmaterialien auf dem neuesten Stand bleiben, ohne dass Fotos neu aufgenommen oder Handbücher umgeschrieben werden müssen.

RemSense, ein industrielles Technologieunternehmen mit Sitz in Perth, Australien, hat seine proprietäre Plattform „Virtual Plant“ auf Basis von Matterport-APIs, SDKs und der Technologie von digitalen Zwillingen entwickelt. Die Plattform unterstützt Fernschulungen, Inspektionen und Gefahrenanalysen in Energieanlagen und anderen großen Industrieanlagen. 

Als Woodside Energy nach einer Möglichkeit suchte, Mitarbeiter auf seinen Offshore-Plattformen zu schulen, ohne die logistischen Schwierigkeiten einer Schulungsstätte vor Ort in Kauf nehmen zu müssen, generierte RemSense digitale Zwillinge der Anlagen und fügte anschließend mithilfe von APIs und SDKs Ton und Videos hinzu. Das Ergebnis war ein vollständig immersives VR-Erlebnis, bei dem die Schulungsteilnehmer durch reale Anlagenumgebungen navigieren und nachvollziehen konnten, wie die Systeme funktionieren.

Einsatz digitaler Zwillinge in der Praxis für komplexe Standorte der Energiewirtschaft

Nicht alle Energieanlagen bringen die gleichen Herausforderungen mit sich, aber die anspruchsvollsten weisen einige Gemeinsamkeiten auf:

• Hohe Komplexität

• Strenge Zugriffsbeschränkungen

• Umfangreiche Dokumentationsanforderungen

Ein Kohlekesselraum, eine 345-kV-Schaltanlage und eine von der NERC regulierte Leitstelle sehen zwar alle unterschiedlich aus, haben jedoch denselben Bedarf an einer genauen, aktuellen räumlichen Dokumentation, auf die auch ohne Vor-Ort-Besuch zugegriffen werden kann.

Kraftwerke

Kraftwerke – sei es Erdgas-, Kernkraft-, Kohle-, Wasserkraft- oder erneuerbare Energieanlagen – sind große, aus mehreren Systemen bestehende Anlagen, deren Ausrüstung, Rohrleitungen und Steuerungsinfrastruktur sich über mehrere Gebäude und Ebenen erstrecken. Es ist eine ständige Herausforderung, den Überblick darüber zu behalten, was tatsächlich installiert ist und was in den ursprünglichen Konstruktionszeichnungen angegeben ist.

Digitale Zwillinge helfen Werksleitern dabei, den aktuellen Zustand der Anlagen zu dokumentieren, Veränderungen im Zeitverlauf zu verfolgen und Auftragnehmern genaue Informationen zum Ist-Zustand zur Verfügung zu stellen. Wenn ein Wartungsteam einen Wärmetauscher austauschen oder eine Kühlleitung umverlegen muss, kann es anhand des „Twin“ den aktuellen Aufbau überprüfen, anstatt auf Zeichnungen zurückzugreifen, die möglicherweise noch aus der Zeit vor den letzten drei Änderungen stammen.

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Auch die Planung von Investitionsvorhaben profitiert von diesem Ansatz. Teams, die Nachrüstungs- oder Modernisierungsarbeiten durchführen, können Messungen vornehmen und räumliche Einschränkungen digital bewerten, bevor sie Arbeitskräfte und Ausrüstung einsetzen. So lassen sich kostspielige Überraschungen vermeiden, die entstehen, wenn die Bedingungen vor Ort nicht den Erwartungen entsprechen.

Umspannwerke

Umspannwerke sind Hochspannungsumgebungen, in denen der physische Zugang beschränkt ist und die Anlagen dicht beieinander angeordnet sind. Das Betreten einer unter Spannung stehenden Schaltanlage erfordert geschultes Personal, Schutzausrüstung und eine sorgfältige Koordination, weshalb jeder unnötige Besuch ein Kosten- und Sicherheitsrisiko darstellt.

Mithilfe eines digitalen Zwillings können Ingenieure die Positionen von Transformatoren, die Konfigurationen von Sammelschienen sowie die Standorte von Schutzrelais aus der Ferne überprüfen. Anstatt vor dem Austausch eines Relais einen Mitarbeiter vor Ort zur Überprüfung einer Messung anzufordern, kann ein Schutzingenieur das Matterport-Modell öffnen, die Anordnung der Schaltfelder überprüfen und den Arbeitsumfang vom Schreibtisch aus planen.

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Diese Art von Dokumentation unterstützt auch die Ausfallplanung, Begehungen von Schaltabläufen und die Anbieterkoordinierung. Wenn ein Auftragnehmer den Weg vom Tor zu einem bestimmten Schutzschalter verstehen muss oder ein Betriebsteam eine Schaltsequenz probt, bietet das 3D-Modell räumlichen Kontext, den statische Einliniendiagramme nicht bieten können.

Kontrollräume

In missionskritischen Kontrollräumen wirken sich die Anordnung und die Platzierung der Geräte direkt auf die Betriebssicherheit und die Reaktionszeit aus. Ein schlecht positioniertes Alarmfeld oder ein versperrtes Sichtfeld auf ein kritisches Display kann die Reaktionszeit eines Bedieners im Notfall verlangsamen.

Ein digitaler Zwilling eines Kontrollraums unterstützt die Überprüfung von Konsolenkonfigurationen, Anzeigeanordnungen und der Platzierung von Notfallausrüstung aus der Ferne. Ingenieurteams können vorgeschlagene Layoutänderungen innerhalb des 3D-Modells auswerten, bevor sie eine physische Umgestaltung vornehmen, sei es das Hinzufügen neuer Überwachungsbildschirme oder die Neupositionierung einer Dispositionskonsole.

Digitale Zwillinge unterstützen auch die Konsolidierung von Leitständen, bei denen sich verändernde Stromerzeugungsportfolios den zentralen Fernbetrieb vorantreiben, der die Zuverlässigkeit verbessert und Kosten senkt.

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Beim Onboarding können sich neue Bediener schon vor ihrer ersten Schicht mit der Raumaufteilung des Leitstands und den Standorten kritischer Systeme vertraut machen. Sie lernen, wo sich Abschaltventile, Kommunikationsfelder und Brandbekämpfungsanlagen befinden, ohne während des laufenden Betriebs beaufsichtigten Zugang zu benötigen. Und da das Modell geteilt wird, dient es zugleich als Koordinationszentrum, in dem Teams Abläufe dokumentieren, Probleme kennzeichnen und Modernisierungen im räumlichen Kontext planen können, anstatt gekennzeichnete Grundrisse in Umlauf zu bringen.

Erstellen Sie eine zentrale Datenquelle für jede Energieanlage

Der rote Faden durch all diese Anwendungsfälle ist derselbe: eine präzise, stets aktuelle Anlagendokumentation, auf die alle Beteiligten von überall aus zugreifen können. Egal, ob das Ziel darin besteht, Anfahrten zu entlegenen Umspannwerken zu reduzieren, neues Betriebspersonal im Layout von Kraftwerken zu schulen oder jederzeit prüfungsbereite Unterlagen bereitzuhalten – der Mehrwert beginnt mit einer zuverlässigen 3D-Darstellung dessen, wie Ihre Energieanlage heute aussieht.

Die Studie „EY Future of Energy Survey 2025“ ergab, dass 50 % der Öl- und Gas- sowie Chemieunternehmen bereits digitale Zwillinge zur Anlagenverwaltung nutzten. Zweiundneunzig Prozent führten entweder neue Anwendungen ein oder planten, dies innerhalb von fünf Jahren zu tun.

Der Ausgangspunkt ist eine einheitliche Erfassung. Die digitalen Zwillinge von Matterport bieten sofortigen Mehrwert, ohne dass eine komplexe IoT-Infrastruktur oder spezialisiertes technisches Personal erforderlich ist. Sobald Ihre Einrichtungen in einem zuverlässigen, aktuellen 3D-Modell dokumentiert sind, wird jeder nachgelagerte Arbeitsablauf von der Wartungsplanung bis zur Compliance-Berichterstattung einfacher.