TU Dresden INSTITUT FÜR MASSIVBAU

Teilprojekt D04 – Prototyping digitaler Zwillinge gebauter Infrastruktur unter Verwendung einer Referenzarchitektur

Die Technische Universität Hamburg entwickelt Modellierungskonzepte und Ansätze zur Qualitätssicherung auf mehreren Abstraktionsebenen, um zwei Fragen zu beantworten: „Wurde ein Digitaler Zwilling korrekt erstellt?“ und „Ist der korrekte digitale Zwilling erstellt worden?“. Um die Kompatibilität zu verbessern und um objektive Qualitätssicherungsstrategien zu definieren, wird eine Referenzarchitektur definiert. Die Referenzarchitektur basiert auf dem Wissen aus multivokalen Literaturanalysen im Bereich Digitale Zwillinge. Die Referenzarchitektur wird in weiteren Schritten als substanzwissenschaftlich abgesicherte, formale Basis zur Implementierung von digitalen Zwillingen für Infrastrukturwartungen verwendet.

Abbildung 1:Digital twin reference architecture

Basierend auf der Referenzarchitektur wurden bereits Prototypen digitaler Zwillinge für Demonstrationszwecke erstellt. Hierbei wurden unterschiedliche Komplexitätsstufen betrachtet, so unter anderem anhand der Nibelungenbrücke in Worms. Auf der anderen Seite wurde im Sinne einer zuverlässigen Validierung eine bewusst simpel gehaltene Balkenstruktur erstellt. Am Prototyp des digitalen Zwillings der Balkenstruktur, der „klassische“ Strukturinformationen mit numerischen Simulationen koppelt, wurde u.a. getestet, ob die im Projekt entwickelten Modellierungsansätze universell einsetzbar sind. Hierbei wurde Unity als Plattform für BIM-basierte Implementierungen und für deren benutzerfreundliche Interfaces genutzt.

Abbildung 2:Einrichtung und Prototyp eines digitalen Zwillings einer Balkenteststruktur.
Abbildung 3:Einrichtung und Prototyp eines digitalen Zwillings einer Balkenteststruktur.

Relevante publikationen

Smarsly, K., Peralta, P., Dragos, K., Ahmad, M. E., Al-Zuriqat, T., Chillón Geck, C., & Al-Nasser, H., 2024. A multivocal literature review of digital twins, architectures, and elements in civil engineering. In: The 11th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM). Potsdam, 10.06.2024.

Al-Nasser, H., Ahmad, M. E., Peralta, P., Chillón Geck, C., Al-Zuriqat, T., Dragos, K., & Smarsly, K., 2024. Digital twin architectures in civil engineering: A systematic literature review. In: The 15th Fachtagung Baustatik – Baupraxis. Hamburg, 04.03.2024.

Smarsly, K., Ahmad, M. E., Peralta, P., Al-Zuriqat, T., Al-Nasser, H., Dragos, K., & Chillón Geck, C., 2024. Digital twins, architectures, and elements in civil engineering – A multivocal literature review. In: The 20th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE). Montréal, Kanada, 25.08.2024.