Der digitale Brückenzwilling

Gregor Schacht, Marc Wenner, Steffen Marx

Grundlage für die derzeitige Instandhaltungsplanung unserer Infrastruktur ist eine regelmäßige Überwachung des Zustands. Für Brückenbauwerke erfolgt diese Überwachung aktuell durch regelmäßige Prüfungen durch qualifiziertes Fachpersonal (Brückenprüfer). Die Analyse des Zustands und dessen voraussichtliche Entwicklung basiert somit im Wesentlichen auf zyklischen und durch menschliche Sinne erfasste Informationen. In anderen Wirtschaftszweigen (z. B. Luftfahrt, Kraftwerksbetrieb) erfolgt die Überwachung und Bewertung des Zustands dagegen kontinuierlich über Sensoren und weitestgehend automatisiert. Dies ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und ein prädiktives Instandhaltungsmanagement. Diese digitale Transformation ist im Bauwesen in diesem Umfang noch nicht geglückt. Gründe dafür sind u. a. die Individualität, die Dimensionen, die hohe Lebensdauer und die verhältnismäßig geringe Änderungsrate der maßgeblichen Parameter der Brückenbauwerke. Der Übergang zu einer digitalen Instandhaltung unserer Infrastruktur ist jedoch unabdingbar für eine effizientere und zuverlässigere Bewertung des Bestands, das Erkennen von der Initiierung oder des Fortschreitens von Degradationsprozessen und für den Übergang einer reaktiven zu einer prädiktiven Instandhaltung. Eine Strategie, um dieses Ziel erreichen zu können, ist die Erzeugung eines digitalen Brückenzwillings. Dafür bildet ein dreidimensionales (BIM-)Modell der Geometrie die Basis bzw. das „Skelett“ des digitalen Zwillings, während der Zustand durch die Kombination der zyklischen Ergebnisse aus der Bauwerksprüfung oder aus weiteren diagnostischen Untersuchungen (z. B. ZfP) und von Echtzeit-Monitoringdaten definiert und dargestellt wird. Der Beitrag gibt einen Überblick zum Konzept des digitalen Zwillings und über die Potenziale, wie geo­dätische Verfahren die Umsetzung der digitalen Infrastruktur ermöglichen können. Der aktuelle Stand der Technik zu digitalen Brückenzwillingen wird in /Marx et al. o. D./ dargelegt.

Schlüsselwörter: Digitaler Zwilling, Monitoring, Bauwerksprüfung, Zustandsüberwachung, prädiktive Instandhaltung, Digital twin, monitoring, inspection of structures, condition monitoring, predictive maintenance
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