Forschungsprojekt openSIM: Strukturen analysieren. Ursachen sichtbar machen.

Warum Digitalisierung in der Bauwerksdiagnostik?

Die Bewertung bestehender Infrastrukturbauwerke gewinnt zunehmend an Bedeutung – sei es zur Verlängerung der Lebensdauer, für gezielte Instandsetzungen oder als Grundlage für die Entwicklung digitaler Zwillinge. Entscheidende Informationen stammen aus zerstörungsfreien Prüfverfahren, Materialanalysen und Bauteiluntersuchungen, die wertvolle Einblicke in den inneren Zustand von Brücken, Tunneln oder anderen Ingenieurbauwerken liefern.

Bisher wurden diese Daten überwiegend in klassischen PDF-Gutachten dokumentiert. Über den Lebenszyklus eines Bauwerks hinweg entstehen so zahlreiche, voneinander losgelöste Berichte. Das erschwert Strukturierung, Vergleichbarkeit und eine gezielte Nutzung der Ergebnisse.

Mit openSIM entsteht erstmals eine durchgängige Datenbasis – eine „Single Source of Truth" –, auf die alle Projektbeteiligten zugreifen können. Auftraggeber und Betreiber erhalten damit eine belastbare Grundlage für Instandhaltungsstrategien, Lebensdauerprognosen und Investitionsentscheidungen. Das Konzept wurde bereits an verschiedenen Anwendungsbeispielen erprobt und stieß auf positives Feedback aus Planung, Verwaltung und Industrie – ein wichtiger Schritt hin zur Etablierung einer digitalen, standardisierten Bauwerksdiagnostik.

Zentrale Funktionen des openSIM Digital Twin

Jeder Digital Twin wird in einem ICDD-Austausch-Container inklusive IFC zum Download bereitgestellt. BIM- und Digital-Twin-Skalierung einfach gedacht.

Die 3D-Ansicht der Bauteile zeigt die Untersuchungsstellen lagerecht an.

Die Digital Twin App bietet die Möglichkeit, beliebige Daten und Messergebnisse von zwei oder mehr Orten zu vergleichen und im Verlauf zu betrachten. Hier sind es SAFT-Bilder von Schäden.

Die zugehörigen Untersuchungsstellen werden im 3D-Modell gekennzeichnet.

Detaildaten aus Untersuchungen sind 3D-verortet verfügbar. Messergebnis Bewehrungsscan.

Datenbereitstellung: ICDD-Container

Die Nutzung von Linked-Data-Containern (ICDD) in Kombination mit einer fachspezifischen Ontologie (SIO) bietet eine leistungsstarke Methode, um die Datenhaltung in der Bauwerksdiagnostik grundlegend zu optimieren. Die wesentlichen Vorteile sind:

• Nachvollziehbarkeit: Der gesamte Projektverlauf wird transparent und lückenlos dokumentiert.

• Zentrale Datenhaltung: Alle heterogenen Daten sind in einem einzigen, strukturierten Container gebündelt.

• Datenhoheit: Der Auftraggeber erhält ein vollständiges, interoperables Datenpaket und behält die volle Kontrolle.

• Langfristige Nutzbarkeit: Die semantisch aufbereiteten Daten sind maschinenlesbar und können für zukünftige Analysen, die Erstellung eines digitalen Zwillings oder die Planung späterer Maßnahmen einfach wiederverwendet werden.

Vom Prototyp zur praktischen Anwendung

Die innovativen Forschungsergebnisse wurden auf Basis mehrerer Modelle prototypisiert.

Darüber hinaus gibt es sofort umsetzbare Schritte sowie offene Ideen. So könnten beispielsweise noch mehr fachliche Details im Backend aufgeschlüsselt bereitgestellt werden. Dadurch wären spezifischere Fachanwendungen möglich. Offen ist beispielsweise noch der Anwendungsfall „Berechnen" für die Rolle Tragwerksplaner.

Außerdem wissen wir bereits, dass weitere Tools für Fachmitarbeiter zur Erzeugung der bereitgestellten Daten hilfreich wären, beispielsweise ein Tool zum Schreiben und Ergänzen des bestellten ICDD-Containers einer Brücke, um auch Folgeuntersuchungen zukünftig einfach integrieren zu können.

Forschungspartner:

• Bauhaus-Universität Weimar

• BCH Bau-Consult Hermsdorf

• Kruso

• MKP Marx Krontal Partner

• HPA Hamburg Port Authority

• MFPA Materialforschungs- und Prüfanstalt Weimar

• BMV Bundesministerium für Verkehr

• mFUND