Digitale Zwillinge für Infrastrukturen
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In der Abteilung Digitale Zwillinge für Infrastrukturen verwenden wir das Konzept des Digitalen Zwillings als Werkzeug, um die Resilienz kritischer Infrastrukturen zu verbessern. Ein Digitaler Zwilling ist eine virtuelle Repräsentation eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems. Der Digitale Zwilling wird in Echtzeit mit Daten aktualisiert, die von Sensoren und anderen Erfassungsgeräten im physischen Gegenstück gesammelt werden. Diese Daten ermöglichen eine genaue Nachbildung und Überwachung des realen Objekts oder Prozesses.
Die Resilienz einer Infrastruktur beschreibt ihre Fähigkeit, ihre Leistungen trotz innerer oder äußerer Einflüsse aufrechtzuerhalten. Mithilfe des Digitalen Zwillings können wir diese überprüfen und verbessern. Dabei ermöglicht der Digitale Zwilling einen kontinuierlichen Informationsaustausch zwischen der realen Infrastruktur und ihrer virtuellen Abbildung.
Mithilfe von Modellen führen wir im Digitalen Zwilling umfangreiche Analysen durch und übertragen die Ergebnisse auf die reale Infrastruktur. Wir verwenden hierzu nicht nur aktuelle Informationen, sondern auch historische Daten sowie Simulations- und Visualisierungsmethoden. Dadurch kann die Resilienz der betrachteten Infrastruktur in nahezu jeder Situation bewertet und kontinuierlich verbessert werden:
- Identifizierung von Schutzkonzepten: Auf Grundlage dieser Erkenntnisse werden die notwendigen Schutzmaßnahmen für die Infrastrukturen analysiert und abgeleitet.
- Anpassung an Gefahren: Während einer Krise adaptiert sich die reale Infrastruktur mithilfe des Digitalen Zwillings an die Risiken und Bedrohungen.
- Simulation von Bedrohungen: Vor und in allen Phasen einer Krise können Gefahren und Auswirkungen auf die Infrastrukturen anhand von Daten und Modellen simuliert werden.
Derzeit ist es noch sehr zeit- und kostenintensiv, die benötigten Digitale Zwillinge zu erstellen, da dies ein hohes Maß an manueller Arbeit erfordert. Gleichzeitig verfügen Infrastrukturbetreiber in einer Krisensituation nur über kurze Vorbereitungszeiten, da schnelles Handeln gefordert ist und Verzögerungen meist Menschenleben gefährden. Daher arbeitet unsere Abteilung daran, Methoden zu entwickeln, um Digitale Zwillinge höchstautomatisiert und damit innerhalb kürzester Zeit zu erstellen.
Um die Nutzung des Digitalen Zwillings zu erleichtern, wollen wir verschiedene Möglichkeiten der Interaktion anbieten – angefangen von einfachen Benutzeroberflächen bis hin zur Virtual Reality. Letztere kann in Kombination mit dem Digitalen Zwilling und den darin enthaltenen Simulationstools zusätzlich eine realistische Trainingsumgebung in einer virtuellen Welt schaffen, die mit der echten Welt verbunden ist. Zudem soll der Zwilling innerhalb einer resilienten Cloud-Infrastruktur betrieben werden. Das hat unter anderem den Vorteil, dass Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eines Krisenstabs von überall darauf zugreifen und so ortsunabhängig miteinander arbeiten können.
Derzeit laufen verschiedene Projekte in der Abteilung, unter anderem das Projekt Automated Model Generation, in dem wir uns der automatisierten Erstellung von Digitalen Zwillingen widmen. Bei unseren Projekten kooperieren wir häufig mit verschiedenen Hochschulen, Unternehmen und weiteren Partnern.
Unsere aktuellen Veröffentlichungen finden Sie unter Publikationen.