BIM

Am 15. Mai 2025 fand ein hochkarätig besetzter Workshop zum Thema „Digitaler Zwilling im Erhaltungsmanagement“ statt – mit Vertreterinnen und Vertretern des Bundesverkehrsministeriums, der BASt, der Autobahn GmbH, BIM.Hamburg, dem Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz, Marx Krontal Partner sowie weiteren Expertinnen und Experten aus Verwaltung und Praxis (siehe Bild 1).

Im Fokus lag der Austausch zu den aktuellen Bestrebungen der einzelnen Teilnehmenden zum Digitalen Zwilling in der Erhaltung von Infrastrukturbauwerken. Darüber hinaus wurde die Grundlage für eine künftige Zusammenarbeit gelegt. Es konnten bereits einige Arbeitsergebnisse erzielt werden. 

Der jüngste Workshop zum Thema „Digitaler Zwilling im Erhaltungsmanagement“ war ein voller Erfolg. In einer ausgesprochen konstruktiven und offenen Atmosphäre wurden zahlreiche konkrete Ergebnisse erarbeitet. Besonders hervorzuheben ist der intensive Austausch auf Augenhöhe, der durch die Zusammensetzung der Teilnehmenden ermöglicht wurde: Fachleute aus unterschiedlichsten Bereichen der Verkehrsinfrastruktur brachten ihre Expertise ein und sorgten für einen produktiven Dialog.

Besonders hervorzuheben ist das Teilnehmendenfeld, da dies die Expertise zum Digitalen Zwilling in der Erhaltung aus mehreren wichtigen Institutionen vereint. So trugen Expertinnen und Experten des Bundesverkehrsministeriums, der BASt, der Autobahn GmbH, des Landesbetriebs Mobilität Rheinland-Pfalz, von BIM.Hamburg und Marx Krontal Partner (MKP) zum Gelingen des Workshops bei. Besonders hervorzuheben ist, dass sich aus dem Bundesverkehrsministerium sowohl Vertreter und Vertreterinnen des Referats „Straßenverkehrstelematik, Rastanlagen, Digitalisierung und IT im Straßenbau“ als auch des Referats „Ingenieurbauwerke“ aktiv in den Workshop einbrachten. Diese beiden Referate sind die treibenden Kräfte des Bundesverkehrsministeriums in Bezug auf Digitale Zwillinge im Erhaltungsmanagement von Brücken und Straßen. Somit ist abgesichert, dass die Workshopergebnisse und die Vorstellungen der Teilnehmenden mit den Vorstellungen des Bundesverkehrsministeriums einhergehen. 

Der Workshop

Der Digitale Zwilling in der Bauwerkserhaltung hat das Ziel die verschiedenen Zustandsinformationen zu einem Bauwerk zu sammeln, zu analysieren und zu aggregieren. Die integrierten Zustandsinformationen werden in der Bauwerksprüfung mittels Sensorik und diagnostischer Messungen erhoben und am BIM-Modell lokalisiert. 

Die gesammelten Zustandsinformationen können auf diese Weise dem Erhaltungspersonal zur Verfügung gestellt werden, so dass eine Erhaltungsstrategie definiert und effiziente Erhaltungsmaßnahmen abgeleitet werden können. Der Digitale Zwilling soll in Zukunft die Basis für die Erhaltungsplanung darstellen. 

Teil 1: Übersicht über aktuelle Projekte der einzelnen Organisationen

In der ersten Hälfte des Workshops haben die Teilnehmenden des Workshops ihre aktuellen Projekte im Digitalen Zwilling in der Erhaltung vorgestellt: 

Andreas Jackmuth vom Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz hat den Digitalen Zwilling der Nibelungenbrücke präsentiert – der ersten freivorgebauten Spannbeton-Großbrücke (siehe Bild 2). Die Nibelungenbrücke wurde 2022 von der Bundesingenieurkammer als „Historisches Wahrzeichen der Ingenieurbaukunst in Deutschland“ ausgezeichnet. Infolgedessen haben das Bundesverkehrsministerium und der Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz beschlossen die Nibelungenbrücke so lange wie möglich bei garantierter Sicherheit der Brücke zu betreiben. Allerdings hat die Brücke einige bauzeitbedingte Defizite, wie etwa Korrosionsschäden infolge von Holzfeuchte an der Ummantelung der Spannglieder, Korrosion durch wasserführende Kühlleitungen und Querschnittsverluste der Spannglieder in Folge von Korrosion. Um trotzdem eine Lebensdauerverlängerung des Bauwerks zu erreichen, wurde der Digitale Zwilling der Nibelungenbrücke entwickelt, welcher den Zustand der Brücke detailliert überwacht und eine optimale Erhaltung möglich macht. 

Niklas Schwarz von BIM.Hamburg und Dr. Hubert Naraniecki von MKP stellten den „Digitalen Zwilling Haupthafenroute“ – ein Kooperationsprojekt mit dem Bundesverkehrsministerium - vor. Dieses Projekt setzt drei Bauwerkszwillinge von Brücken und einen Zwilling eines Straßenabschnitts entlang der Haupthafenroute um und vereint diese in einem übergeordneten Systemzwilling (siehe Bild 3). Die Zustandsinformationen, welche in die Digitalen Zwillinge einfließen, resultieren aus der Bauwerksprüfung, dem Monitoring und diagnostischen Untersuchungen. Fokus des Projektes ist die Entwicklung einer Softwarelösung, welche mit möglichst geringem Initialaufwand Digitale Zwillinge von Brücken und Straßenabschnitten aufsetzt und zu betreibt. In Folge des Projektes ist eine Ausweitung auf weitere Bauwerkstypen geplant.  

In diesem Kontext hat BIM.Hamburg ein besonders wichtiges Teilprojekt des Digitalen Zwillings Haupthafenroute präsentiert: Die „Digitale Bauwerksprüfung und ihre Integration in den Digitalen Zwilling“. Hier setzt BIM.Hamburg mit Hilfe des Dienstleisters m2ing die mobile Erfassung der Bauwerksschäden um und integriert diese per Schnittstelle in den Digitalen Zwilling. Die Umsetzung erfolgt dabei in zwei Digitalisierungsleveln. Digitalisierungslevel 1 ist die mobile Schadenserfassung mit Lokalisierung der Schäden in einem 2D-Plan; mit Digitalisierungslevel 2 wird die modellbasierte Bauwerksprüfung realisiert - das bedeutet, dass die Prüfung direkt am Modell durchgeführt und die Schäden im Modell verortet werden. Weitere Informationen hierzu findet ihr in unserem letzten BIM.Newsletter 03/25.

Im Anschluss gab die Autobahn GmbH Einblick in ihre Haltung und Aktivitäten zum Digitalen Zwilling in der Erhaltung. Bastian Wacker und Silvia Banemann stellten die Notwendigkeit dar, in der gesamten Organisation ein gemeinsames und eindeutiges Verständnis des Digitalen Zwillings in der Erhaltung und dessen Nutzen zu haben. Außerdem hoben Wacker und Banemann hervor, dass es wichtig ist pragmatische Lösungen für die Praxis zu finden, die nicht unbedingt einen Leuchtturmcharakter haben, sondern in der Praxis anwendbar und optimalerweise skalierbar sind. In diesem Kontext präsentierte Dr. Marc Wenner von MKP das Projekt „Digitaler Zwilling der Huntebrücke“, welches die Autobahn GmbH und MKP im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums umsetzen. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Phase des Planens und Bauens und untersucht die Fragestellung: „Welche Informationen aus den Phasen „Planen“ und „Bauen“ sind später im Digitalen Zwilling relevant und wie sieht eine nachhaltige, zukunftsorientierte Informationsspeicherung mithilfe der BIM-Methode aus?“ Dies grenzt das Projekt Huntebrücke klar von den anderen präsentierten Digitalen Zwillingen ab, da sich die anderen Projekte auf den Betrieb konzentrieren. Bei der Huntebrücke wird „ein Digitaler Zwilling ab Stunde 0 geplant“ (siehe Bild 4).

Abschließend stellten Dr. Carl Richter und Jennifer Bednorz von der BASt ihre Organisationssicht zum Digitalen Zwilling in der Erhaltung vor. Dabei baut die BASt auf verschiedenen grundlegenden Konzeptionsdokumenten, wie beispielsweise dem Rahmendokument „Digitaler Zwilling Bundesfernstraßen - Definition und Konzeption“ auf. Darauf basierend präsentierten Dr. Carl Richter und Jennifer Bednorz die Ziele der BASt zum Digitalen Zwilling in der Erhaltung und veranschaulichten die Anwendungsbereiche und die Einordnung des Digitalen Zwillings (siehe Bild 5).

(Zum Bild 5: „Digitaler Zwilling Ingenieurbauwerke – aktueller Stand und zukünftige Forschung“, Hindersmann et. Al, veröffentlicht in der Zeitschrift „Bautechnik 3/2025“ https://doi.org/10.1002/bate.202500002)

 

Im Anschluss gab die BASt eine Übersicht über Projekte, die verschiedene Fragestellungen zum Digitalen Zwilling beleuchten. Beispielsweise „die Entwicklung von Verfahren zur (teil-)automatisierten Erstellung von BIM-Modellen“, die „Konkretisierung des Anwendungsfalls Datenaufbereitung für den Betrieb“ und die „Digitalisierung und Optimierung des Betriebs von Straßentunneln durch den KI-gestützten Aufbau digitaler Zwillinge (DIDYMOS)“. 

Zu guter Letzt regte die BASt die Teilnehmenden zu einem Gedankenaustausch an. In einem interaktiven Workshop wurden Bedarfe und Forschungsfragen für ein konkretes Digitaler Zwilling-Projekt bei der BASt gesammelt.

Teil 2: künftige Zusammenarbeit und Arbeitsergebnisse des Workshops

In der zweiten Hälfte des Workshops haben die Teilnehmenden evaluiert, ob eine weitere Kooperation in diesem Teilnehmerkreis sinnvoll ist und sind zu einem klaren Schluss gekommen: Ja! 

Aufgrund dessen wurde der Rahmen für künftige Treffen definiert und der Charakter der Kooperation festgelegt. Darüber hinaus wurden potenzielle Themen für künftige Workshops gesammelt. 

BIM.Hamburg wird in Zukunft halbjährlich in derselben Runde zu Folgeworkshops einladen und weiterhin die Moderation übernehmen. 

Außerdem wurden bereits konkrete Arbeitsergebnisse erzielt: Die Teilnehmenden haben sich auf einen Workshop des Bundesverkehrsministeriums am 26.05.2025 vorbereitet, in dem die Entwicklung einer bundesweiten Strategie zum Digitalen Zwilling im Erhaltungsmanagement thematisiert wird.

BIM.Hamburg bedankt sich bei allen Beteiligten und freut sich auf weitere Workshops in dieser vielversprechenden Konstellation – mit gebündeltem Know-how und gemeinsamer Vision für die digitale Zukunft des Erhaltungsmanagements.