Das Projekt „Der digitale Zwilling für die schnelle und präzise Fertigung von Betonmodulen“ beschäftigt sich im Kern damit, eine vollständige, konsistente und aktuelle Modellrepräsentation über die verschiedenen Phasen und Teilaspekte des BIM-Prozesses zu erstellen. BIM (Building Information Modeling) wird dabei als Informationsmanagementmethode für Bauprojekte, die auf der konsequenten Verwendung digitaler Modelle über den gesamten Bauwerks-Lebenszyklus basiert, verstanden [1]. Diese Durchgängigkeit ist essentiell wichtig für eine effiziente Gesamtprozesskette im Sinne einer industrialisierten Herstellung in Anlehnung an Industrie 4.0 Konzepte und CPPS (Cyber-Physische Produktionssysteme) [2] aus dem Maschinenbau. Der Digitale Zwilling [3] als digitale Abbildung in Echtzeit von Produkt, Prozess und Ressourcen fungiert letztlich als Drehscheibe für alle Datenanalyse- und Visualisierungswerkzeuge sowie für die Steuerung von industriellen Fertigungslinien.

Das Arbeitsprogramm umfasst zunächst die Erarbeitung von Ontologien für verschiedene Aspekte des Gesamtprozesses für Module aus frei formbaren Hochleistungswerkstoffen, insbesondere Konstruktion, Funktion, Produktion, Qualität, Lebensdauer und Recyclingfähigkeit. Für einen agilen und adaptiven Prozess ist ein durchgängiges Management der Anforderungen im Sinne von Smart Engineering mit entsprechender Nachverfolgbarkeit erforderlich. Dazu wird die formale Beschreibung von Toleranzen und domänenspezifischen Qualitätsmerkmalen und die Entwicklung von Regelsprachen für die automatische Prüfung (Tracking and Tracing) erforscht. Ein wesentliches Arbeitspaket ist die Entwicklung der Verwaltungsschale entsprechend RAMI 4.0 [4] und Interaktionsmodelle, insbesondere Integration von bestehenden Datenmodellen des Bauwesens mit der Verwaltungsschale, um eine ganzheitliche Sicht auf die Planung und Produktion eines Bauwerks zu ermöglichen und die Entwicklung von Mensch-Maschine- und Maschine-Maschine-Kommunikation inklusive semantischer Anfragesprachen für den Informationsaustausch. Am Ende des Projekts werden dann basierend auf den Vorarbeiten grundsätzliche Konzepte zur Visualisierung und Navigation des digitalen Zwillings und seiner Interaktionen erarbeitet, wobei Technologien aus dem Bereich von Virtual und Augmented Reality für die Mensch-Maschine-Interaktion zum Einsatz kommen. Die Evaluierung der erarbeiteten bzw. prototypisch implementierten Methoden und Modelle im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2187 bildet den Abschluss des Projekts.