Nutzung digitaler Methoden zur Realisierung eines Digitalen Zwillings von Brückenbauwerken

Abstract

Zur Bewältigung der Herausforderungen der alternden Infrastruktur und des Fachkräftemangels kann die Digitalisierung durch Effizienzsteigerungen einen wesentlichen Beitrag leisten. Die Zielsetzung ist die Realisierung eines Digitalen Zwillings der Infrastruktur, der das Bauwerksmanagement sowohl auf technischer als auch auf administrativer Ebene effizienter gestaltet. Die Bauwerksüberwachung erfolgt über die Erfassung physischer Veränderungen und deren Übertragung auf das digitale Abbild, das eine Analyse der Ursachen ermöglicht. Zur Erreichung dieser Ziele werden digitale Methoden wie Building Information Modelling (BIM) und Ontologien eingesetzt. Ontologien sind maschineninterpretierbare Modelle, die Bauwerksinformationen sowie das zugrunde liegende Expertenwissen vereinen und somit eine effizientere Administration ermöglichen. BIM ermöglicht die Verknüpfung semantischer, alphanumerischer und geometrischer Informationen. Der bidirektionale Informationsaustausch zwischen realen Brückenbauwerken und digitalem Abbild ist der Kern des Digitalen Zwillings. Dieser Ansatz wird bislang nur in einer begrenzten Anzahl von Projekten teilweise umgesetzt, weshalb ein Blick auf die unterschiedlichen Vorgehensweisen mit ihren Vor- und Nachteilen sowie die damit verbundenen Herausforderungen sinnvoll ist. Es wird eine Vorgehensweise für die Erstellung von Teilsystemen Digitaler Zwillinge von Brückenbauwerken auf Basis von Structural Health Monitoring und Ontologien vorgestellt.