Sensorintegrierte Digitale Zwillinge für das automatisierte Monitoring von Infrastrukturbauwerken

Abstract

Abstract Das automatisierte Bauwerksmonitoring auf Basis Digitaler Zwillinge hat sich als eine zeit‐ und kostengünstige Ergänzung zu manuellen Inspektionen bewährt, um ein vorausschauendes, prädiktives Instandhaltungsmanagement von Infrastrukturbauwerken zu gewährleisten. Digitale Zwillinge verknüpfen Sensordaten mit digitalen Modellen und Algorithmen, sodass Zustands‐ und Bestandsinformationen generiert und den Entscheidungsträgern in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden können. Üblicherweise ist ein Digitaler Zwilling jedoch als sogenannte Single Source of Truth in Form zentraler Modelle auf einem zentralen Server situiert, sodass sehr große Datenmengen von den Sensoren vor Ort zum zentralen Server gesendet werden und der Server bei einem Ausfall das gesamte Monitoring zum Erliegen bringen würde. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie vorgestellt, in der Digitale Zwillinge nicht mehr nur als Zentralmodell realisiert, sondern als digitale Modelle mit Algorithmen direkt in die Sensoren eingebettet werden. Jeder Sensor enthält damit einen partiellen Digitalen Zwilling seiner Umgebung, der mit den Digitalen Zwillingen weiterer Sensoren kommuniziert, sodass sich durch die Summe der einzelnen Modelle ein vollwertiger Digitaler Zwilling des gesamten Bauwerks ergibt. Die Machbarkeitsstudie wird beispielhaft anhand eines drahtlosen Bauwerksmonitoringsystems umgesetzt und dessen Praktikabilität am Monitoring einer Fußgängerbrücke aufgezeigt.

Topics & Concepts