Schutz kritischer Infrastrukturen durch digitale Zwillinge

17 November 2021

Am 15. November 2021 kamen Forscherinnen und Forscher der Universität der Bundeswehr München und zahlreichen hochkarätigen Gästen aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Bundeswehr zusammen. Im Mittelpunkt des gemeinsamen Workshops standen kritische Infrastrukturen und deren Schutz durch moderne Methoden der Digitalisierung. Sogenannte »Digitale Zwillinge« bieten als Herzstück der neuen Forschungsansätze bisher ungeahnte Möglichkeiten.

Kritische Infrastrukturen sind die unverzichtbaren Lebensadern moderner, leistungsfähiger Gesellschaften. Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur wie Autobahn- und Eisenbahnbrücken, Anlagen der Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung oder Elektrizitäts- und Telekommunikationsnetze sind nur ausgewählte Beispiele. Bei solchen Systemen sind über die gesamte Lebensdauer simulierbare und datenunterstützte virtuelle Abbilder (sog. »Digitale Zwillinge«) besonders wertvoll. Sie verbessern die Prognosefähigkeit hinsichtlich Belastungen, Wartung (»Predictive Maintenance«) und Störfällen sowie für Extrem- und Versagensszenarien. Bislang mangelt es allerdings noch an zur Verfügung stehenden Daten aus unterschiedlichen Anwendungsfällen und deren Nutzung. Werden solche Daten mithilfe umfassender Sensorik an realen Objekten gewonnen, so können mit Hilfe sogenannter digitaler Zwillinge neue Prognosemodelle entwickelt werden.

Vernetzung durch wissenschaftlichen Beirat

Genau das ist der Forschungsschwerpunkt im Projekt »RISK.twin«. Das Projekt ist Teil des Zentrums für Digitalisierung- und Technologieforschung der Bundeswehr (dtec.bw) und wird von beiden Universitäten der Bundeswehr in Hamburg und München als gemeinsames wissenschaftliches Zentrum getragen. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Alexander Popp (Institut für Mathematik und Computergestützte Simulation, Fakultät BAU) haben sich neun Professorinnen und Professoren aus fünf Fakultäten der zwei Universitäten der Bundeswehr in München und Hamburg sowie insgesamt 15 wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zusammengeschlossen. Ihnen steht ein wissenschaftlicher Beirat unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Norbert Gebbeken zur Seite. Als Mitglieder konnten Gunther Adler (Autobahn GmbH), Laura Lammel (Lammel Bau GmbH & Co. KG), Prof. Gerhard Müller (TU München), Prof. Wolfgang Günthert (DWA-Landesverband Bayern), BrigGen a.D. Prof. Matthias Geitz (Bundeswehr) und Robert Schmid (Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr) gewonnen werden. Der Beirat wird das Projekt in den kommenden Jahren durch wertvolle externe Blickwinkel aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Bundeswehr stärken und in die Praxis hinein vernetzen.

Ein wichtiger Beitrag zur Stärkung der digitalen Souveränität Deutschlands

Im Rahmen des Workshops am 15. November, der unter strengsten Corona-Auflagen stattfand, überzeugten sich die Beiräte von den bisherigen Projektfortschritten. Der Austausch zeigte eindrucksvoll das breite, aber dennoch ineinandergreifende Portfolio an Forschungskonzepten auf: praxisnahe Themen wie Structural Health Monitoring von Brücken oder Sektorenkopplung von Abwasserversorgung und Energiemanagement treffen bei »RISK.twin« auf Aspekte der mathematischen Modellbildung und Simulation, des physik-informierten maschinellen Lernens und der Modellreduktion und werden gleichzeitig von Fragestellungen der Kommunikation durch Virtual Reality (VR)-Lernumgebungen, der Nutzerakzeptanz und der Einbindung digitaler Zwillinge in politische Entscheidungsprozesse flankiert. Das Team der Forscherinnen und Forscher um Prof. Popp leistet durch seine neuen Forschungsimpulse somit einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der digitalen Souveränität Deutschlands in einem Themenbereich von höchstem nationalem Interesse.

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Ausführliche Informationen zu »RISK.twin finden Sie hier >

Ansprechpersonen:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Alexander Popp
Universität der Bundeswehr München
Tel.: +49 89 6004-3082
Mail: alexander.popp@unibw.de

André Maier
Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit dtec.bw
Tel.: +49 89 6004-4506
E-Mail: andre.maier@unibw.de

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^{Bildquelle: © iStockphoto/kentoh}