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Warum wir uns europaweit mit Digitalen Zwillingen befasst haben
Digitale Zwillinge gewinnen als digitale Abbilder physischer Objekte, Systeme und Prozesse zunehmend an Bedeutung, da sie neue Wege zur Integration und Nutzung von Daten eröffnen, insbesondere in den Bereichen Mobilität, Infrastruktur und Stadtentwicklung. Sie können die Prozesseffizienz verbessern, den Ressourcenverbrauch senken und die sektorübergreifende Zusammenarbeit sowie datengestützte Planung, Simulation und Entscheidungsfindung fördern. Viele aktuelle Anwendungen beschränken sich jedoch nach wie vor auf einzelne Sektoren, Organisationen oder Länder, obwohl sich beispielsweise Verkehrsnetze, Energiesysteme, Umweltprozesse und Datenströme häufig über diese Grenzen hinweg erstrecken.
Transnationale Digitale Zwillinge
Das OpenTwin-Projekt untersuchte daher das Potenzial und den aktuellen Entwicklungsstand von „Transnationalen Digitalen Zwillingen“ als entstehendes Konzept in ganz Europa. Diese Systeme verbinden digitale Abbildungen, Daten und Organisationen über nationale, administrative und sektorale Grenzen hinweg. Die Analyse zeigt deren aktuellen Umsetzungsstatus, Mehrwerte, Herausforderungen bei der Umsetzung sowie fördernde Faktoren hinsichtlich z. B. technischer und organisatorischer Strukturen und Datenanforderungen mit besonderem Fokus auf offene Daten.
Die Studie kombiniert eine systematische Literaturrecherche und empirische Analyse von 77 europäischen Projekten und Initiativen sowie Interviews mit Expert:innen aus 10 europäischen Ländern. Es werden zentrale Anwendungsbereiche identifiziert, von Mobilität und Verkehr, zu Umwelt- und Klimaforschung, Städten, Energiesystemen und Krisenprävention bis hin zu Grenzregionen als wichtige praktische Testfelder. Der Bereich Mobilität erweist sich derzeit als einer der ausgereiftesten Anwendungsbereiche, während Städte und Grenzregionen zunehmend wiederverwendbare Konzepte und infrastrukturelle Grundlagen ("Blueprints") bereitstellen, die die Entwicklung zukünftiger grenzüberschreitender Digitaler Zwillinge unterstützen können.
Darüber hinaus zeigt die Untersuchung, dass zentrale Herausforderungen derzeit nicht in erster Linie technologischer, sondern organisatorischer, institutioneller und regulatorischer Natur sind. Grenzüberschreitende Digitale Zwillinge erfordern gemeinsame Ziele, koordinierte Steuerung, interoperable Datenmodelle, gemeinsame Standards, sicheren Datenaustausch sowie stabile regulatorische und finanzielle Rahmenbedingungen. Offene Daten können Zugangsbarrieren abbauen und die Interoperabilität fördern, doch operative Anwendungen sind in der Regel auf eine Kombination aus offenen, proprietären und sensiblen Daten angewiesen. Es zeigte sich, dass föderierte Architekturen und Datenräume vielversprechende Grundlagen für den sicheren Austausch dieser Daten bieten, während diese gleichzeitig unter der Kontrolle ihrer ursprünglichen Eigentümer bleiben.
Der Forschungsbericht richtet sich an Behörden, Infrastrukturbetreiber, Forscher:innen, Förderinstitutionen und Projektteams, die an (grenzüberschreitenden) Digitalen Zwillings-Anwendungen arbeiten.
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Das OpenTwin-Projekt wurde vom Bundesverkehrsministerium im Rahmen des Förderprogramms mFUND gefördert.
