Urban Digital Twins

Der Begriff „Digital Twin“ oder „Digitaler Zwilling“ findet seit etwa zehn Jahren stark zunehmende Verbreitung in unterschiedlichen Disziplinen. Einerseits wird er häufig als neue technische Bezeichnung synonym für digitale Repräsentationen, die bereits zuvor verbreitet waren (etwa BIM, Cyber-Physical Systems, etc.) verwendet. Andererseits drückt er das neuartige Konzept aus, durch eine enge Verknüpfung verschiedener Ebenen digitaler Information umfassende Repräsentationen der Wirklichkeit zu erstellen.

Urban Digital Twins (UDT) als integrierte digitale Repräsentationen ganzer Städte oder von deren Teilbereichen, sind besonders komplexe Varianten digitaler Zwillinge. Dies wird unmittelbar deutlich, wenn man sich vor Augen hält, dass Stadtsysteme nicht nur statische Komponenten beinhalten, etwa den Gebäudebestand und dessen Eigenschaften. Städte sind darüber hinaus insbesondere durch Dynamik charakterisiert, die v.a. durch menschliche Aktivität, etwa Verkehr oder Energieverbrauch entsteht. Dabei entstehen komplexe „Systeme von Systemen”, in denen verschiedene Einzelaspekte gekoppelt und miteinander in Zusammenhang gebracht werden können.

Die digitale Repräsentation urbaner Systeme in einem UDT erfordert somit nicht nur umfassende digitale Daten zum statischen Bestand, sondern auch zu den dynamischen Komponenten des Stadtgeschehens. Eine wesentliche Eigenschaft von UDTs stellt daher die bidirektionale Verbindung zwischen physischer und virtueller Repräsentation zum Zwecke des dynamischen Daten- und Informationsaustauschs dar. Von einer umfassenden digitalen Abbildung, gerade auch der dynamischen Facetten urbaner Systeme, und dies insbesondere in Echtzeit simultan zur Realität, sind digitale Zwillinge heute noch relativ weit entfernt. Eine Barriere hierfür bilden mangelhafte Verfügbarkeit und Integration von Daten, trotz der oft postulierten nahezu ubiquitären Generierung neuer Daten.

Dies zeigt, dass UDT heute noch weit von dem Potential entfernt sind, das sie in den nächsten Jahren erschließen könnten. Angesichts dieser Barrieren erscheint heute gleichzeitig noch recht unklar, was genau das Potential von UDTs für die Zukunft ausmachen könnte: Wo könnten die Mehrwerte von UDTs für Einzelpersonen, z.B. im Verkehr, liegen? Was könnten die Mehrwerte für ganze Stadtgesellschaften, z.B. durch eine Optimierung von Planungsprozessen, sein? Wie könnte eine Inwertsetzung von Daten und Know-How erfolgen? Wie können durch UDTs neue Geschäftsmodelle für Dritte entstehen?

Das hier beschriebene Projekt soll mögliche Potentiale von UDT aus unterschiedlichen Perspektiven sowie heute existierende Barrieren herausarbeiten. Dabei sollen v.a. potentielle Beiträge eines OEM wie BMW identifiziert sowie die damit verbundenen Chancen im Sinne einer Inwertsetzung von Daten und Know-How herausgestellt werden.

Die zukünftigen Potentiale, die UDTs insgesamt bieten, aber auch die Chancen, die dabei für einen OEM wie BMW entstehen, sind nicht ausschließlich durch eine Standardrecherche identifizierbar. Stattdessen erfordert dieses Projekt einen explorativ-kreativen Prozess auf Grundlage einer profunden Recherche, die gleichzeitig aber von Anfang an vom Blick auf das Potential inspiriert ist. Vor diesem Hintergrund gliedern sich die angebotenen Leistungen in zwei Phasen: Die erste Projektphase umfasst eine klassische Recherche mit starker Einbindung von Stakeholdern; die zweite Projektphase ist explorativ charakterisiert und zielt darauf ab, Ideen zu entwickeln, wie die Potentiale von UDTs zu heben sind und welche Barrieren auf dem Weg zu überwinden sind. Leitfragen für das Projekt und das Vorgehen sind im Folgenden dargestellt.