Digitale Zwillinge im Schienenverkehr: Status quo der neuen Technologie

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Ist die Bahn- und Verkehrsindustrie – der oft vorgeworfen wird, dass sie sich nur langsam auf Veränderungen einlässt – dazu bereit, das Potenzial von digitalen Zwillingen voll auszuschöpfen? Sind digitale Zwillinge in dieser Industrie bereits in den Mittelpunkt gerückt, oder befindet sich die Branche noch in der Anfangsphase ihrer Einführung und Bereitstellung?

Zu Beginn des Jahres 2022 habe ich den Blogbeitrag „Die Zukunft der Verkehrsinfrastruktur wird jetzt gestaltet“, verfasst. Dort untersuche ich, in welcher Hinsicht digitale Zwillinge angesichts des raschen Bevölkerungswachstums, der Verstädterung und der dringenden Notwendigkeit, die Kohlendioxidemissionen deutlich zu senken, der Schlüssel zu einer besseren Infrastruktur sind.

Digitale Zwillinge: Was ist das eigentlich?

Um das Potenzial digitaler Zwillinge zu untersuchen, ist es wichtig zu verstehen, was darunter zu verstehen ist. Bei Bentley definieren wir einen digitalen Zwilling als eine realistische und dynamische digitale Darstellung von physischen Anlagen, Prozessen oder Systemen in der gebauten oder natürlichen Umwelt. Ein digitaler Zwilling verbindet die physische und die digitale Welt, sodass die digitale Welt Veränderungen in der physischen Welt dynamisch widerspiegelt. Er stellt daher nahezu oder tatsächlich in Echtzeit den Status, den Arbeitszustand oder die Position seines physischen Gegenstücks dar.

Digitale Zwillinge bieten bessere Visualisierungs-, Analyse- und Simulationsmöglichkeiten. Seine Anwender können jederzeit und überall die Informationen einsehen, überwachen und sammeln, die sie benötigen, um Entscheidungen zu treffen, welche die Effizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit verbessern.

Aktueller Stand im Schienenverkehr

In Zusammenarbeit mit New Civil Engineer, dem offiziellen Magazin der Institution of Civil Engineers des Vereinigten Königreichs, führte Bentley kürzlich eine Umfrage durch, um den aktuellen Stand der Branche zu ermitteln und das Potenzial und die Hindernisse für die Einführung digitaler Zwillinge in der Infrastruktur zu untersuchen.

Die Branchenexperten, die auf unsere Fragen antworteten, repräsentierten jede Phase des Lebenszyklus von Verkehrsanlagen sowie viele der verschiedenen beteiligten Fachdisziplinen. Rund 30 Prozent waren Eigentümer/Betreiber oder staatliche Behörden, während 60 Prozent innerhalb ihrer Lieferketten als Ingenieure, Architekten und/oder Bauunternehmer arbeiten. Die übrigen Beiträge stammten von akademischen Organisationen oder Technologieentwicklern.

Sie alle bestätigten die dringende Notwendigkeit, unsere Arbeitsweise digital umzugestalten. Vor dem Hintergrund knapperer Budgets und kürzerer Terminvorgaben hat Bentley erkannt, dass Unternehmen nach neuartigen Wegen suchen, um die Produktivität und Effizienz sowie die Qualität der bereitgestellten und betreuten Anlagen während des gesamten Betriebs zu verbessern.

Angesichts der negativen Auswirkungen des Klimawandels, einschließlich der zunehmenden Häufigkeit und Schwere von Unwettern, die sich direkt auf den sicheren und effizienten Betrieb unseres Schienenverkehrs auswirken, ist es meines Erachtens klar, dass die Branche einen echten Wandel braucht. Es ist nicht länger ein Problem der Zukunft.

Es war auch erfreulich zu sehen, dass digitale Zwillinge in den nächsten fünf Jahren Teil der Geschäftsprozesse ihrer Unternehmen sein werden. Darüber hinaus gab etwa ein Viertel der befragten Unternehmen an, dass digitale Zwillinge eine entscheidende Komponente für ihren zukünftigen Erfolg sein werden. Die Mehrheit, nämlich fast drei Viertel, bestätigte auch, dass sie entweder das Potenzial, das digitale Zwillinge ihrem Unternehmen bieten, erkunden oder dabei sind, einen Ansatz für digitale Zwillinge einzuführen.

Digitale Zwillinge: Hindernisse für die Einführung und Bereitstellung

Nur sehr wenige Teilnehmer unserer Umfrage gaben die Verfügbarkeit der Technologie des digitalen Zwillings als größtes Hindernis für die Einführung an. Die meisten Befragten nennen stattdessen die mangelnde Zustimmung des Eigentümers oder Kunden, die fehlende Unterstützung durch die Geschäftsleitung und die vermeintlichen Kosten für die Einrichtung und Pflege einer entsprechenden Lösung als größte Hindernisse für die Einführung und Bereitstellung eines digitalen Zwillings.

Wie die jüngsten Beiträge zu unseren Going Digital Awards zeigen, überwiegen die Vorteile digitaler Zwillinge eindeutig ihre Kosten. Tatsächlich nennen alle Finalisten in unserer Kategorie Bahnverkehr und Verkehrswesen für das Jahr 2022 digitale Zwillinge als wichtiges Element für die Fähigkeit ihres Teams, Spitzenleistungen über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen zu erbringen.

In Jakarta setzte PT Wijaya Karya (Persero) Tbk die offenen Bentley-Anwendungen für den Bauentwurf und das Reality Modeling sowie die digitale Zwillingstechnologie bei der Realisierung der ersten integrierten Hochgeschwindigkeitsstrecke Indonesiens zwischen Jakarta und Bandung ein. Die integrierte Lösung hat dazu beigetragen, die Arbeitsabläufe zu optimieren, die Effizienz und die Entwurfsqualität zu steigern und gleichzeitig den Bauzeitplan um sechs Monate zu verkürzen und 185 Millionen USD (ca. 180 Millionen EUR) an Baukosten einzusparen.

Die Zukunft im Schienenverkehr

Wir bei Bentley glauben, dass digitale Zwillinge die nächste große digitale Umwälzung in unserer Branche sind. Diese Veränderung findet gerade statt – bei Eigentümern/Betreibern, technischen Beratern, Bauunternehmern und den Unternehmen, die unsere Eisenbahnsysteme auf der ganzen Welt instand halten. Auch wenn die digitalen Zwillinge im Schienenverkehr noch nicht in den Mittelpunkt des Interesses gerückt sind, so stehen sie doch schon in den Startlöchern und werden in den kommenden Jahren die Art und Weise verändern, wie wir Schienen- und Verkehrsnetze planen, entwerfen, bauen und betreiben.

Der Autor, Steve Cockerell, ist Industry Marketing Director, Rail and Transit bei Bentley Systems.