Bentley Systems

Schritt für Schritt zum Digitalen Zwilling

Bentley Systems hat mit OpenCities 365 eine Plattform entwickelt, mit der Städte und Kommunen einen intuitiv bedienbaren Digitalen Zwilling aufbauen können. Genauso gut eignet sich die Lösung für Unternehmen, die ihre Liegenschaften besser managen wollen. Basis von OpenCities 365 ist die Bentley-Plattform iTwin.

Stadtplanungsmodell der schwedischen Großstadt Göteburg. Foto: Bentley Systems

In Berlin zeigt sich derzeit, wie moderne Stadtplanung aussehen kann, die digitale und analoge Ebenen verschmelzen lässt. Mit Siemensstadt Square plant Siemens gemeinsam mit der Stadt Berlin und dem Bezirk Spandau einen Smart Campus, der 2030 fertig sein soll. Schon heute kann das Areal, das eine Million Quadratmeter Geschossfläche für multiple Zwecke beinhaltet, bereits virtuell besichtigt werden. Dazu wurde ein Digitaler Zwilling aufgebaut, der für Planung, Bau und den späteren Betrieb des Areals genutzt werden soll. Der Digitale Zwilling umfasst Infrastruktur, Straßen, Freiflächen sowie Medien- und Energieversorgung und bildet auch aktuelle Projektdaten in Echtzeit ab. So soll unter anderem die Planung optimiert werden, noch bevor die Bautätigkeit begonnen hat. Technologisch basiert der Digitale Zwilling auf Technologien von Bentley Systems.

Wie Digitale Zwillinge den Akteuren in Städten, Gemeinden und Unternehmen dabei helfen können, schnellere und fundierte datengestützte Entscheidungen zu treffen, ist eines der zentralen Themen von Bentley Systems geworden. In einer Live-Expertenrunde im März hatten Christina Spindler und Richard J. Vestner neben technischen Lösungen auch Praxisbeispiele vorgestellt, die auf Bentley-Lösungen basieren.

Überblick über alle wesentlichen Informationen

„Wir registrieren im Zusammenhang mit Digitalen Zwillingen einen großen Enthusiasmus in der Branche. Gleichzeitig gibt es teilweise nach wie vor sehr diffuse Vorstellungen davon, was denn ein Digitaler Zwilling überhaupt ist, was er erreichen kann und welche Mehrwerte er Städten und Gemeinden bietet“, berichtete Christina Spindler, Bentley Systems Business Development Director.

Integration von Punktwolken und Luftaufnahmen in OpenCities. Foto: Bentley Systems

Zumal sich die Technologie sehr dynamisch entwickle, insbesondere mit Blick auf Themen wie Virtuelle Realität (VR) oder Künstliche Intelligenz (KI). „Wir haben heute schon die Standardsoftware, um diese Dinge umsetzen. Das war auch ein wesentlicher Punkt, warum wir im Jahr 2020 eine Partnerschaft mit Microsoft eingegangen sind“, führt Spindler aus, die für die Kooperation der beiden Unternehmen strategisch verantwortlich ist.

Basis für die Nutzung von Digitalen Zwillingen sind verschiedene Daten, zum Beispiel GIS- oder CAD-Daten. „Unter Nutzung dieser Daten stellt der Digitale Zwilling dann eine Replikation des tatsächlichen Ist-Zustands dar – sowohl vom aktuellen als auch vom historischen Zustand“, sagt Dr. Richard J. Vestner, bei Bentley Systems weltweit verantwortlich für die Entwicklung urbaner Digitaler Zwillinge. Dabei spielt es eine große Rolle, Daten in die Digitalen Zwillinge zu integrieren, um einen umfassenden Überblick über alle wesentlichen Informationen zu erhalten. „Grundsätzlich existieren die Daten bei den meisten Anwendern bereits. Es ist allerdings nach wie vor der Fall, dass sie oftmals in klassischen Datensilos, also in bestimmten Hoheiten bei bestimmten Abteilungen, gehalten werden. Es ist damit nicht gesichert, dass alle am Projekt Beteiligten auch wirklich Zugriff auf diese Daten haben“, so Vestner.

Lebendig und dynamisch

In der Modellierung von Digitalen Zwillingen integriert Bentley Systems also Daten, die von verschiedensten Quellen stammen können. „Das können sowohl fachliche Prozessdaten sein, semantische Daten oder auch aktualisierte geometrische bzw. räumliche Daten“, beschreibt Vestner, „genauso wie Echtzeit-Daten von IoT-Sensoren“. Auf diese Weise werden permanente Updates zwischen realer und physikalischer Welt gewährleistet. Die Möglichkeiten, diese Daten zu generieren und aktuell zu halten, sind heute vielfältiger denn je – Aufnahmegeräte in Fahrzeugen und Drohnen sowie Sensoren jeglicher Art zum Beispiel. Ein Digitaler Zwilling sei ein lebendes und dynamisches Modell, das aufgrund der historischen Datenauswertung Prognosen für die Zukunft ermöglicht: Welche Schäden drohen bei weiterer Missachtung akuter Problemstellungen, welche Szenarien der Problemlösung bieten sich an und welche Folgen wird es haben, wenn eines dieser Szenarien verfolgt wird, sowohl auf technischer als auch auf monetärer Ebene?

Das intuitive User Interface von OpenCities 365. Foto: Bentley Systems

„Darüber hinaus bieten Digitale Zwillinge erstmals die Möglichkeit, umweltbedingte Herausforderungen softwarebasiert darzustellen, zu analysieren und zu bearbeiten“, berichtet Vestner. Beispielsweise könnten CO2-Emissionen analysiert, der Kreislauf von Wasser und Abwasser dargestellt und prognostiziert oder Auswirkungen der Klimaerwärmung konkret bestimmt werden. „So kann eine Stadt ihre Resilienz gegenüber Klimaauswirkungen verbessern.“

Plattform OpenCities 365

Bentley bietet Städten, Gemeinden und Unternehmen daher mit OpenCities 365 eine Lösung an, mit der sie eine Plattform für einen Digitalen Zwilling aufbauen können. OpenCities 365 basiert dabei auf der Cloud-Plattform iTwin von Bentley, auf der nicht nur alle hauseigenen Applikationen unterstützt werden, sondern in die auch Anwendungen von Drittanbietern integrieren werden können. Darüber hinaus sind wesentliche Bausteine eines Digitalen Zwillings für die Infrastrukturplanung auf der iTwin-Plattform von Bentley als Open Source Software über Github verfügbar, sodass Entwickler hier beliebig eigene Anwendungen aufsetzen können. Des Weiteren baut der Bentley-Ansatz auf dem OpenCities-Planner auf, einer Applikation, die den räumlichen Kontext von Stadtplanungsaufgaben in 3D und Cloud-basiert visualisiert.

Beispiele von in OpenCities 365 integrierbaren Datenformaten. Foto: Bentley Systems

Die für den Aufbau eines Digitalen Zwillings notwendigen Daten bleiben dabei durchgängig in der Hoheit des Kunden. „Wir schließen die Daten nicht weg“, berichtet Vestner. „Die Daten kommen vielmehr aus den jeweiligen Expertenanwendungen und den jeweiligen Systemen der Kunden.“ Aufgrund der Vielzahl an genutzten Systemen und Applikationen, die bei den Anwendern zum Einsatz kommen, hat Bentley seine OpenCities-Lösungen offen gestaltet. „Damit können wir auch Systeme von Drittanbietern im Zusammenhang mit OpenCities nutzen. OpenCities nutzt die bestehenden Autorenapplikationen, vernetzt diese und stellt die Informationen anschließend dar“, so Vestner.

Intuitiv und einfach bedienbar

Damit will das Unternehmen eine spezifische Anforderung an Digitale Zwillinge abdecken, die nämlich, so Vestner, andere Anforderungen als Expertenanwendungen mit sich bringen. Digitale Zwillinge müssen intuitiv und einfach zu nutzen sein, sodass sie die tägliche Arbeit von Entscheidungsträgern oder die Meinungsbildung im Rahmen öffentlicher Kommunikation unterstützen können. Aber gleichzeitig müssen sie „alle relevanten Daten kontextbezogen visualisieren und selektieren können“, so Vestner.

Seinen Kunden empfiehlt Bentley, bestehende Datensätze Stück für Stück in die Bentley-Modellierungsumgebung einzubinden, sukzessive zu erweitern und so die Detailfülle und Genauigkeit der Daten Schritt für Schritt zu verbessern. „Der Weg zu Digitalen Zwillingen ist wie eine Reise“, so Vestner. Jede neue Datenebene könne in beliebiger Reihenfolge zum Digitalen Zwilling hinzugefügt werden, um sie dann in ihrem eigenen Tempo und mit ihrer eigenen Genauigkeit fortzuführen. Dafür unterstützt das Unternehmen offene Standards bei Schnittstellen, APIs und Konnektoren, damit Kunden möglichst viele Daten aus bestehenden Systemen nutzen und mobilisieren können. (sg, jr)

www.bentley.com