Auf dem Weg zu Bauingenieurwesen 4.0: Konzept, Workflow und Anwendung von Digitalen Zwillingen für bestehende Infrastruktur

Digitale Zwillinge (DTs) werden bis 2022 voraussichtlich zwei Drittel der großen Industrieunternehmen unterstützen. Im Bereich Architektur, Ingenieurwesen und Bau (AEC) ist ihre tatsächliche Anwendung noch weitgehend im Prototypstadium. Die Industrie und die Wissenschaft sind derzeit überwältigt von konkurrierenden Definitionen und unklaren Prozessen zur Entwicklung von DTs. Es besteht ein dringender Bedarf, DTs als Praxis im AEC zu etablieren, indem gemeinsame Verfahren und Standards entwickelt werden, die auf die Verfahren und Anwendungsfälle des Sektors abgestimmt sind. Dieses Papier schlägt einen schrittweisen Workflow-Prozess zur Entwicklung eines DT für ein bestehendes Asset im gebauten Umfeld vor und bietet eine Machbarkeitsstudie basierend auf der Clifton Suspension Bridge in Bristol (Vereinigtes Königreich). Um dieses Ziel zu erreichen, (i) überprüft dieses Papier den Stand der Technik von DTs im Bauingenieurwesen, (ii) schlägt ein arbeitendes DT-basiertes Workflow-Rahmenwerk für das gebaute Umfeld vor, das auf bestehende Assets anwendbar ist, (iii) wendet das Rahmenwerk an und entwickelt die physisch-virtuelle Architektur für eine Fallstudie zum Brückenmanagement und schließlich (iv) diskutiert Erkenntnisse aus der Anwendung. Die Hauptneuheit liegt in der Entwicklung eines vielseitigen methodologischen Rahmens, der im breiten Kontext der zivilen Infrastruktur angewendet werden kann. Die Bedeutung dieses Papiers liegt in der Wissensherausforderung, dem Wertangebot und dem Betrieb, die durch die Entwicklung eines DT-Workflows für das gebaute Umfeld diktiert werden, was letztendlich einen relevanten Anwendungsfall für die digitale Transformation der Infrastruktur im Vereinigten Königreich darstellt.