In einem früheren Blogbeitrag haben wir uns mit dem digitalen Wandel im Immobilienbereich beschäftigt. Wir haben sechs Schritte zum digitalen Wandel herausgearbeitet und die Vorteile erörtert, die in jeder Phase des Wandels zu erzielen sind. Ich habe auch beschrieben, wie der digitale Reifegrad seinen Höhepunkt in Phase sechs erreicht, wenn Software und Hardware, die in einem ganzen Ökosystem von Gebäudesystemen integriert sind, zu einem digitalen Zwilling (Digital Twin) für den Immobilienbereich verschmelzen. In diesem Beitrag werden wir uns eingehender mit digitalen Zwillingen beschäftigen und damit, wie sie sowohl Gebäudenutzern als auch Betreibern und Eigentümern einen Mehrwert bieten.
Obwohl das Thema digitale Zwillinge nicht neu ist, hat es sich erst 2017 zu einem führenden strategischen Technologietrend entwickelt. Das stetig wachsende Internet der Dinge hat entscheidend zur Kosteneffizienz von digitalen Zwillinge im Immobilienbereich beigetragen und hat sie damit zu einem der interessantesten Bereiche für Veränderungen im heutigen Gebäudeumgebung gemacht. Was also ist ein digitaler Zwilling genau?
Digitaler Zwilling im Immobilienbereich
Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines real vorhandenen Objekts oder Systems über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Im Gebäudebereich kann man digitale Zwillinge als eine natürliche Weiterentwicklung von Building Information Modeling (BIM) betrachten, die eine digitale Abbildung der „tatsächlichen“ Gebäudeumgebung ist. BIM bildet die Basis für die Erstellung eines digitalen Zwillings im Immobilienbereich.
Hauptsächlich aufgrund der großen Zunahme von Sensordaten in Echtzeit können sich BIM-Modelle jetzt zu dynamischen, aktuellen Zwillingen entwickeln, die das tatsächliche Verhalten von Gebäuden über ihre Lebensdauer hinweg abbilden. Dies bleibt nicht auf physische Faktoren beschränkt, sondern umfasst auch die Modellierung von Belegung und Nutzung, Benutzererfahrung, wirtschaftlicher Effizienz, ökologischen Auswirkungen und der Beziehung zu anderen Gebäuden in einem Infrastruktursystem. Da die Daten in Umfang und Komplexität zunehmen, werden Datenwissenschaft und KI immer wichtiger, um diese zu verknüpfen und zu interpretieren.
Reifegrad eines digitalen Zwillings
Der Begriff digitaler Zwilling wird unterschiedlich aufgefasst und verwendet. Denn für digitale Zwillinge existieren verschiedene Reifegrade: von einfachen, über intelligente, bis hin zu autonomen Zwillingen. Betrachten wir in diesem Zusammenhang einige der entscheidenden Benutzerpraktiken und -vorteile für drei Ausbaustufen.
1 – Der einfache Zwilling: eine detaillierte digitale Kopie
Schon in den 1960er Jahren erstellte die NASA am Boden physische Kopien von Raumfahrzeugen, um Systeme im Weltraum abzubilden und Probleme aus der Ferne simulieren und lösen zu können. Ein einfacher digitaler Zwilling ist damit vergleichbar, allerdings sind diese Kopien heute virtuell und nicht physisch vorhanden. Dank regelmäßiger Aktualisierung bieten sie verlässliche Raum- und Zustandsdaten, auf die aus der Ferne zugegriffen werden kann.
Diese Zwillinge, die häufig für Gebäudewartung und -betrieb genutzt werden, erhöhen die Produktivität und verkürzen die Zeit für die Suche nach Schlüsselinformationen. Sie verbessern die Verwaltung von Objekten, reduzieren Ausfallkosten und ermöglichen eine fundierte Entscheidungsfindung.
2 – Intelligenter Zwilling: aktualisiert mit Echtzeitdaten
Nach heutigem Standard hat der echte digitale Zwilling (nahezu) eine Echtzeit-Verbindung zu seinem physischen Zwilling. Veränderungen am physischen Zwilling spiegeln sich im digitalen Modell wider, typischerweise durch die umfassende Nutzung von IoT-Geräten und Sensoren. Dies verbessert die Reaktionsfähigkeit maßgeblich, was wiederum zur Steigerung der Produktivität führt.
Bei diesem Typ von Zwilling liegt der Fokus üblicherweise auf der Verbesserung der Gebäudeumgebung für deren Nutzer. Durch die Nutzung detaillierter und umfangreicher Datensätze für Analyse und Simulation ermöglicht der intelligente Zwilling eine optimierte Nutzererfahrung, während gleichzeitig Energieeffizienz und Platzeinsparung gesteigert werden. Das kann je nach Gebäudestandort und Art des Mietvertrags enorme Kosteneinsparungen für die Mieter bedeuten.
Nach der Pandemie werden viele Büroangestellte nicht wieder für die komplett Arbeitszeit an ihren Arbeitsplatz zurückkehren. Das bedeutet, dass Firmen weniger Fläche benötigen und gewerbliche Immobilien es schwerer haben werden, Kunden anzuziehen und zu halten. Um Endnutzer und Mieter eigenständig für sich zu gewinnen (und damit Wert für Investoren und Eigentümer zu schöpfen), müssen Gebäude reaktionsfähiger werden. Durch die Nutzung von Echtzeitdaten eines intelligenten Zwillings können sie sich besser in einem immer wettbewerbsintensiveren Markt positionieren.
3 – Autonomer Zwilling: bidirektionale Effekte
Bei einem autonomen Zwilling ist die digital-physische Verbindung bidirektional, was bedeutet, dass der digitale Zwilling Änderungen am physischen Objekt bewirken kann und diese Änderungen in der virtuellen Kopie registriert werden. Der Zwilling registriert beispielsweise die Überschreitung eines Temperaturschwellenwerts und aktiviert das HLK-System. Der Raum kühlt herunter, das Modell zeigt kühlere Temperaturen, und das HLK-System wird angewiesen, die Temperatur zu halten. Der digitale und der physische Zwilling arbeiten nahtlos zusammen, um den Gebäudekomfort für die Benutzer sicherzustellen. Ergänzt um KI können bidirektionale Zwillinge komplett autonome Gebäude generieren, die optimale Bedingungen für ihre Benutzer bieten.
Der Business Case
Derzeit sind die naheliegendsten Anwendungsfälle für digitale Zwillinge im Immobilienbereich vorausschauende Wartung und Energieeffizienz. Ich denke, dass im Laufe der Zeit der wahre Wert digitaler Zwillinge im Immobilienbereich in einer Steigerung der Benutzererfahrung liegen wird. Autonome digitale Zwillinge – unterstützt von selbstlernenden Algorithmen und unzähligen Datenpunkten – werden immer besser voraussagen können, was die Benutzer möchten. Sie werden diese optimale Situation standardmäßig automatisieren. Personalisierte Umgebungen und Empfehlungen werden die Erfahrung immer weiter verbessern. Tech-Unternehmen wie Google, Amazon und Spotify haben bereits verstanden, dass personalisierte Produkte erfolgreicher als generische Produkte sind. Mit der Zeit werden digitale Zwillinge auch in Gebäuden für personalisiertere Erfahrungen sorgen.
Außerdem werden digitale Zwillinge wahrscheinlich von ganz alleine zu einem wertvollen Gut werden. Die von digitalen Zwillingen über den Gebäudelebenszyklus bereitgestellten Informationen werden für Gebäudeeigentümer und -betreiber sowie für Architekten, Planer und Bauunternehmen in anderen Phasen des Gebäudelebenszyklus unglaublich nützlich sein. Beispielsweise können die Gebäudenutzungsdaten von Planern und Architekten verwendet werden, um ihre Entwürfe auf Basis von Erkenntnissen darüber zu verbessern, wie das Gebäude im Laufe der Zeit genutzt wird (und nicht wie es ihrer Vorstellung nach genutzt werden sollte). So entsteht ein positiver Feedback-Kreislauf, in dem die besten Ergebnisse als Input für (parametrische) Entwürfe genutzt werden können.
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