INTEGRA 4.0 Kultureller Wandel durch Digitalisierung

Das INTEGRA 4.0-Projekt von Sabesp, einem der größten Wasser- und Abfallwirtschaftsunternehmen der Welt, ist eine Geschichte des Wandels und der Innovation in São Paulo (Brasilien). Angesichts der gewaltigen Herausforderung, Wasser und Abfall bei wachsender Nachfrage und zunehmenden Umweltbedenken zu managen, hat Sabesp eine digitale Transformation in Angriff genommen. Das Unternehmen nutzte die Leistungsfähigkeit fortschrittlicher Technologien wie digitale Zwillinge, KI, IoT und Big Data, um ein nahtloses, effizientes und nachhaltiges Wassermanagementsystem zu schaffen. Stellen Sie sich eine Stadt vor, in der Wasser problemlos fließt, Verluste minimiert werden und jeder Tropfen erfasst wird. Echtzeitüberwachung und eine präzise Entscheidungsfindung mit Tools wie WaterSight und SewerSight von Bentley setzten diese Vision in die Realität um. Durch eine erhebliche Reduzierung der Wasserverluste und der betrieblichen CO₂-Emissionen optimierte das Projekt die Wartungspraktiken, was zu Kosteneinsparungen und einer höheren Betriebseffizienz führte. Zudem brachte es Stabilität und Zufriedenheit in die Gemeinde, da eine zuverlässige Wasserversorgung und eine effektive Abwasserbehandlung sichergestellt werden konnten.

Widerstandsfähigkeit des Küstengebiets Brooklyn Bridge – Montgomery

Das Projekt für Widerstandsfähigkeit des Küstengebiets Brooklyn Bridge – Montgomery ist ein Hoffnungsschimmer für das Stadtviertel Two Bridges in New York City, das sich mit der drohenden Gefahr einer 100-jährigen Sturmflut befasst, die in den 2050er-Jahren erwartet wird. Die Herausforderung war immens: der Schutz Tausender Anwohnerinnen und Anwohner ohne die Zugänglichkeit und die Sicht auf das Wasser zu beeinträchtigen. Die Lösung? Eine Mischung aus Flutmauern und ausfahrbaren, hochklappbaren Barrieren, die so konzipiert sind, dass sie verborgen bleiben, bis sie benötigt werden. Greenman-Pedersen, Inc. (GPI) wurde vom NYC Department of Design and Construction (DDC) für das Projekt hinzugezogen und brachte digitale Lösungen ein, die für die erfolgreiche Umsetzung von entscheidender Bedeutung waren. GPI nutzte Gebäudedatenmodellierung (BIM), 4D-/5D-Planung und die SYNCHRO 4D-Simulationsvideos von Bentley, um sich in der komplexen Landschaft von New York City zurechtzufinden. Diese Tools ermöglichten die Echtzeit-Visualisierung potenzieller Kollisionen, die Optimierung von Bauabläufen und die Gewährleistung präziser Entscheidungen. Das Projekt reduzierte den CO₂-Fußabdruck durch die Straffung der Bauprozesse erheblich, wodurch die Sicherheit der Bevölkerung gewährleistet, der Ressourcenverbrauch optimiert, die Kosten gesenkt und die Effizienz gesteigert werden konnten.

Infrastrukturverbesserungen bei Cambridge South

Das Projekt für Infrastrukturverbesserungen bei Cambridge South befasst sich mit dem dringenden Bedarf von Cambridge an nachhaltigen, zugänglichen Verkehrsmitteln zur Unterstützung des schnell wachsenden Biomedical Campus. Arcadis nutzt die digitalen Lösungen von Bentley und ist federführend beim Entwurf eines CO₂-neutralen Bahnhofs und der Verbesserung von Bahnsystemen, ohne die Betriebskontinuität für die umliegenden Gemeinden zu beeinträchtigen. Wichtige digitale Werkzeuge, darunter die Anwendungen für 3D-Modellierung von Bentley, iTwin Services und SYNCHRO, haben die Zusammenarbeit optimiert und die Problemlösung beschleunigt, wodurch die Zahl der Kollisionen zwischen den Fachbereichen um mehr als 26.500 reduziert, Besuche vor Ort um 90 % gesenkt und eine effiziente Raumplanung für Anlagen ermöglicht wurden. Diese Technologien haben die Bauzeit erheblich verkürzt, die Kosten gesenkt und die CO₂-Emissionen reduziert, was zu einer prognostizierten Reduzierung der CO₂-Emissionen über die gesamte Lebensdauer von 84 % beiträgt. Der Bahnhof wird mit Fotovoltaikmodulen, einem grün-blauen Dach für die Regenwasserbewirtschaftung und Lebensräumen für Wildtiere ausgestattet sein, was im Einklang mit den Zielen der Stadt in Bezug auf Biodiversität und Nettonullemissionen steht. Dank der zugänglichen Gestaltung des Bahnhofs wird der lokale Pkw-Verkehr täglich um mehr als 1.100 Fahrzeuge reduziert und nachhaltige Pendelmöglichkeiten werden gefördert, wodurch sich die regionale Luftqualität und die Lebensqualität verbessern.

Digitaler Zwilling des Campus der Technischen Universität Kaunas zur Verbesserung und Überwachung der betrieblichen Kohlenstoff- und Klimabilanz von Gebäuden

Das Projekt zum digitalen Zwilling des Campus der Technischen Universität Kaunas (KTU) befasst sich mit der Herausforderung der betriebsbedingten Kohlenstoffemissionen in Gebäuden, die 80 % des CO₂-Fußabdrucks eines Gebäudes während seiner gesamten Nutzungsdauer ausmachen. Mithilfe der Technologie für digitale Zwillinge von Bentley Systems, IoT-Sensoren, BIM und KI wird im Rahmen des Projekts ein dynamisches Modell der Gebäude der KTU erstellt, das über 2.000 Umwelt- und Betriebsdatenpunkte in Echtzeit integriert. Diese Erkenntnisse offenbaren den Energieverbrauch, den Abfall und die CO₂-Auswirkungen auf dem gesamten Campus und versorgen Entscheidungsträger mit umsetzbaren Informationen. Die Initiative fördert die Energieeffizienz und die Reduzierung von Treibhausgasen durch die Nutzung von Solarenergie, Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge und ein gezieltes Ressourcenmanagement. Dieser bahnbrechende Ansatz verbessert nicht nur die Energienutzung und den Infrastrukturentwurf, sondern stärkt auch das Engagement der KTU für Umweltverantwortung, finanzielle Einsparungen und die Förderung einer umweltbewussten Gemeinschaft. Mit der Zeit soll das Projekt wirkungsvolle Klimaschutzmaßnahmen vorantreiben, die betriebliche Nachhaltigkeit verbessern und als Vorbild für akademische Einrichtungen weltweit dienen.

Projekt zur Elektrifizierung der Midland Mainline

Mit dem Projekt zur Elektrifizierung der Midland Mainline (Midland Mainline Electrification Project, MMLE) von SPL Powerlines wird die Herausforderung zur Erhöhung der Schienenkapazität und Nachhaltigkeit auf dem britischen Midland-Korridor in Angriff genommen. Angesichts der komplexen multidisziplinären Koordination setzte SPL modernste digitale Lösungen ein, darunter digitale Zwillinge von Bentley. Dieser einheitliche digitale Ansatz ermöglichte allen Projektteams den Echtzeitzugriff auf synchronisierte Daten über eine sichere, gemeinsame Plattform, was die Sicherheit erhöhte und die Kosten senkte. Automatisierte Qualitätssicherung, Drohnenvermessungen und effiziente Arbeitsabläufe führten zu einer Reduzierung der Besuche vor Ort um 94 % und zu erheblichen Umweltentlastungen einschließlich einer CO₂-Reduzierung, die 500 Hin- und Rückflügen zwischen New York und Paris entspricht. Durch die Optimierung des Entwurfs und die Vermeidung von Fehlern vor Ort beschleunigten diese digitalen Tools den Projektzeitplan, minimierten den Abfall und stellten die Nachhaltigkeit im Einklang mit den britischen Dekarbonisierungszielen sicher. Das MMLE ist heute ein Musterprojekt für eine nachhaltige, auf die Digitalisierung ausgerichtete Infrastrukturentwicklung.

Die Elizabeth Line

Die Elizabeth Line, eine 19 Milliarden GBP teure Erweiterung des Londoner Verkehrsnetzes, hat die Bahnkapazität um 10 % erhöht und bereits im ersten Betriebsjahr 200 Millionen Fahrgäste pro Jahr erreicht. Um die starke Überlastung dieser 100 Kilometer langen Strecke zu bewältigen, setzte Transport for London fortschrittliche digitale Lösungen wie Bentley OpenPaths und LEGION ein. So konnten die Nachfragemodellierung, der Entwurf von Bahnhöfen und die die Zeitplanung optimiert und datengesteuerte Anpassungen vorgenommen werden, um mit den sich entwickelnden städtischen Bedürfnissen Schritt zu halten. Diese Tools ermöglichten die Eröffnung der Linie in mehreren Phasen und trugen zu schnellen Umgestaltungen bei, die die Kapazität und Zugänglichkeit erhöhten und gleichzeitig Kosten sparten. Durch die Verlagerung des Pendlerverkehrs vom Auto auf die Schiene konnten die CO₂-Emissionen täglich um 24,6 Millionen Gramm gesenkt werden. Die Linie hat die Erreichbarkeit bis ins Londoner Zentrum erweitert, die öffentliche Sicherheit verbessert und die lokale Wirtschaft angekurbelt. Damit ist die Elizabeth Line ein Vorbild für digital gestützte nachhaltige Verkehrslösungen, die den Gemeinden zugutekommen und einen erheblichen Beitrag zum Londoner BIP leisten.

Transformative Innovationen in der Nickel-Kobalt-Exploration in Südost-Sulawesi

Das Projekt für transformative Innovationen in der Nickel-Kobalt-Exploration in Südost-Sulawesi von PT SMG Consultants (SMGC) in Indonesien ist ein Beispiel für die Möglichkeiten der digitalen Integration zur Umsetzung eines verantwortungsvollen Bergbaus. Angesichts der steigenden Nachfrage nach kritischen Mineralien, die für saubere Energie unerlässlich sind, hat sich SMGC mit Seequent zusammengetan, um die Nickelgewinnung mithilfe digitaler Zwillinge, fortschrittlicher geologischer 3D-Modellierung und integrierter Datenmanagementlösungen zu optimieren. Tools wie Leapfrog Geo und MX Deposit wandelten Daten aus komplexen Nickellateritlagerstätten in präzise geologische Modelle um, wodurch der Bohrbedarf um 80 % reduziert und erhebliche Mengen an Energie, Wasser und CO₂-Emissionen eingespart werden konnten. Durch präzise Ressourcenschätzungen konnte SMGC den Abfall minimieren und strenge Umweltstandards einhalten. Beim Projekt wurde auch Wert auf die Einbindung von Interessengruppen gelegt, sodass Partnerschaften mit lokalen Gemeinden gefördert und soziale Risiken angegangen wurden, um die Beeinträchtigungen zu minimieren. Die nachhaltigen Praktiken von SMGC trugen zum Wirtschaftswachstum Indonesiens bei und standen im Einklang mit den weltweiten Bemühungen zur Reduzierung der CO₂-Emissionen. Durch diesen bahnbrechenden Ansatz unterstützte SMGC nicht nur die Produktion kritischer Mineralien, sondern setzte auch einen Maßstab für nachhaltige Praktiken und förderte damit direkt eine sauberere globale Energiewende.

Digitale Anwendungen für den gesamten Lebenszyklus der ±800kV-Umrichterstation in Butuo

Die Umrichterstation Butuo, die Teil des Wasserkraftprojekts Baihetan ist, trägt dem Bedarf Chinas an sauberer Energie Rechnung, indem sie erneuerbare Elektrizität effizient über 2.000 Kilometer in östliche Städte transportiert. Als größte Ultrahochspannungs-Umrichterstation der Welt setzt dieses innovative Projekt unter der Leitung des Southwest Electric Power Design Institute eine Reihe von Bentley-Produkten ein, darunter LumenRT, MicroStation, OpenBuildings, OpenSite, OpenUtilities, ProjectWise und STAAD. Das Projektteam untersuchte die Technologie digitaler Zwillinge, KI und die 3D-/4D-Modellierung, um die Effizienz bei Planung, Entwurf und Bau zu verbessern. Digitale Tools wie MicroStation und ProjectWise ermöglichten eine multidisziplinäre Zusammenarbeit, optimierten die Standortauswahl und visualisierten die Projektphasen, wodurch die Projektzeit verkürzt und Materialverschwendung reduziert wurde. Durch den Entwurf von „3 Stationen in einer“ werden insgesamt 10 Hektar Land und jährlich 27 Millionen Tonnen Kohle eingespart, wodurch 49,48 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen vermieden werden. Dieses bahnbrechende Projekt unterstützt nicht nur die wirtschaftliche Entwicklung Chinas, da es den Energiebedarf von 75 Millionen Menschen deckt, sondern steht auch im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen, da es Ressourcen schont, Emissionen reduziert und die Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort fördert.

Stabilisierung einer Stromübertragungsstruktur von Evergy

Das Projekt zur Stabilisierung eines Freileitungsmasts von Evergy in Missouri stand vor einer dringenden Herausforderung: Ein kritischer 161-kV-Sendemast wurde während der Pandemie durch Überschwemmungen beschädigt und gefährdete die Stromversorgung der örtlichen Krankenhäuser, in denen COVID-19-Patienten untergebracht waren. Der Projektinhaber Evergy reagierte mit innovativen digitalen Lösungen von Bentley, darunter iTwin Capture und PLS-CADD, um einen digitalen Zwilling des beschädigten Masts zu erstellen. Hochauflösende Drohnenbilder und 3D-Modellierung ermöglichten es dem Team, die strukturelle Durchbiegung zu beurteilen und eine Notfallstabilisierung zu entwerfen – und das alles, während die Stromleitung unter Spannung stand. Traditionelle bodengestützte Vermessungen hätten Wochen gedauert, aber durch den Einsatz von drohnenbasierter Fotogrammetrie und Technologie für digitale Zwillinge konnte Evergy den Mast innerhalb von zwei Monaten stabilisieren und einen längeren Ausfall verhindern. Dieser Ansatz beschleunigte nicht nur die Reaktionszeit, sondern minimierte auch den Ressourceneinsatz und stellte die unterbrechungsfreie Stromversorgung kritischer Einrichtungen sicher. Dies unterstreicht die transformative Wirkung des Digital Engineering für die Widerstandsfähigkeit der Gemeinschaft und die Zuverlässigkeit der Infrastruktur.

Optimierung der Wasserverteilung angesichts der Klimakrise: Verlustreduzierung und Energieeffizienz in Kolumbien

Inmitten der kolumbianischen Klimakrise hat Acueducto Metropolitano de Bucaramanga S.A. E.S.P. ein Projekt zur Optimierung der Wasserverteilung in der Stadt Bucaramanga ins Leben gerufen. Angesichts der schweren Dürre und der steigenden Nachfrage erstellte das Versorgungsunternehmen mithilfe der Software WaterGEMS von Bentley ein digitales Echtzeitmodell des Wassersystems. Dieses Modell integriert Felddaten und fortschrittliche genetische Algorithmen, um die Ventilkonfigurationen anzupassen, den Druck zu minimieren und den Wasserverlust zu reduzieren. Mit den Funktionen von WaterGEMS konnte die Modellierungszeit um 25 % und der Wasserverlust um 5 % gesenkt werden, was zu einer Rückgewinnung von monatlich schätzungsweise 7.000 m³ Wasser führt. Die Integration von Bentley in ArcGIS optimierte auch die Datenaktualisierung und minimierte die Besuche vor Ort um 100 Fahrten. Dieses Projekt verbessert nicht nur die Wassereinsparung und Energieeffizienz, sondern stärkt auch die lokalen Ökosysteme, da die Belastung der natürlichen Wasserquellen verringert wird. Es zeigt, wie digitale Lösungen die Resilienz der Infrastruktur verändern und sowohl die ökologische Nachhaltigkeit als auch das Wohlergehen der Gemeinschaft in einer Zeit der Klimakrise unterstützen können.

Netzentwurf mit OpenFlows WaterGEMS für die Verteilung von wiederverwendetem, direkt nutzbarem Trinkwasser in Parañaque (Philippinen)

Als Reaktion auf die zunehmende Wasserknappheit und die Herausforderungen des Klimawandels hat Maynilad Water Services Inc. in Valenzuela auf den Philippinen eine bahnbrechende Initiative zur Wasserwiederverwendung gestartet. Mit OpenFlows WaterGEMS von Bentley entwarf Maynilad die erste Aufbereitungsanlage Asiens zur direkten Wiederverwendung von Trinkwasser – die Parañaque New Water Treatment Plant. Diese innovative Anlage, die täglich 10 Millionen Liter Trinkwasser liefert, ist eine wichtige Reserve für die Wasserversorgung von 270.000 Menschen in der Region. Mit WaterGEMS konnte Maynilad die Netzwerkbedingungen in Echtzeit simulieren, die Rohrleitungsentwürfe optimieren und sich schnell an geänderte Projektanforderungen anpassen. Mit dem digitalen Zwilling des Verteilungsnetzes modellierte das Ingenieurteam effizient Druck-, Durchfluss- und alternative Szenarien und sorgten so für eine nahtlose Integration in die bestehende Infrastruktur. Die Anlage entlastet die Süßwasserquellen, stärkt die sichere Wasserversorgung und bietet Aufklärungsarbeit zur Steigerung der öffentlichen Akzeptanz. Angesichts dieses Erfolgs weitet Maynilad den Bau dieser Anlagen auf sein gesamtes Konzessionsgebiet aus und fördert so eine nachhaltige Wasserwirtschaft und -resilienz.

Integrierte Anwendung der BIM-Technologie bei Entwurf, Bau, Betrieb und Instandhaltung des weltweit ersten technischen Pilotprojekts für Wasserstoffmetallurgie

Die Eisen- und Stahlproduktion ist eine der Hauptquellen für Treibhausgase weltweit. MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited (CERI) hat mit dem weltweit ersten Pilotprojekt für Wasserstoffmetallurgie einen globalen Maßstab für nachhaltige Stahlproduktion gesetzt. Angesichts des immensen CO₂-Fußabdrucks der traditionellen Stahlerzeugung hat CERI ein bahnbrechendes Verfahren entwickelt, bei dem wasserstoffreiches Koksofengas anstelle von Kohle verwendet wird, wodurch die CO₂-Emissionen drastisch um 70 % reduziert werden – das entspricht 800.000 Tonnen pro Jahr. Mithilfe der fortschrittlichen digitalen Lösungen von Bentley, einschließlich iTwin, ProjectWise und SYNCHRO, erstellte CERI einen digitalen Zwilling, der die Zusammenarbeit beim Entwurf in Echtzeit, die automatische Kollisionserkennung und die intelligente Sicherheitsüberwachung unterstützte und Präzision und Sicherheit über 29 Fachbereiche hinweg gewährleistete. Das digitale Modell ermöglichte eine schnelle Anpassung, wodurch ganze drei Jahre Bauzeit eingespart und der Bedarf an baulichem Material der Anlage um 50 % reduziert wurde. Dieses bahnbrechende Projekt stärkt nicht nur Chinas Ziele für eine kohlenstoffdioxidarme Wirtschaft, sondern ebnet auch den Weg für einen Wandel in der globalen Stahlindustrie, da es Umweltverantwortung mit betrieblicher Effizienz verbindet und nachhaltige Fertigung neu definiert.

Digitaler Zwilling des Offshore-Windparks Bozhong der Shandong Energy Group, Standort A

Der Offshore-Windpark Bozhong, Standort A, unter der Leitung von PowerChina ZhongNan Engineering Corporation Limited ist der größte digitale Offshore-Windpark des Landes. Nach der Fertigstellung erreichte das Projekt noch im selben Jahr eine volle netzgekoppelte Stromerzeugung. Heute liefert es jährlich 1,7 Milliarden Kilowattstunden umweltfreundliche Energie. Angesichts eines engen Zeitplans, komplexer Meeresbedingungen und Koordinationsherausforderungen setzte PowerChina einen digitalen Zwilling ein, um reale Szenarien zu simulieren und die Bau-, Betriebs- und Wartungsprozesse zu optimieren. Die digitalen Tools von Bentley, darunter OpenPlant, PLAXIS und ProjectWise, unterstützten diesen datengesteuerten Ansatz und optimierten den Entwurf der Offshore-Booster-Station, die Verlegung der Unterseekabel und das Kontrollzentrum an Land. Diese fortschrittliche digitale Integration steigerte die Projekteffizienz um 30 %, verkürzte die Bauzeit um 20 % und senkte die Kosten um 10 %, wodurch letztlich 1,25 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen pro Jahr vermieden werden. Die digitale Innovation von PowerChina stellt im Bereich der erneuerbaren Energien einen transformativen Sprung nach vorn dar und setzt einen neuen Standard für eine effiziente und nachhaltige Windenergieerzeugung.

Erweiterte Analyse und Entwurf von Hochwasserschutzbauten durch Automatisierung

Um den zunehmenden Herausforderungen des Klimawandels und dem dringenden Bedarf an Hochwasserschutz zu begegnen, hat Arcadis die komplexe Modellierung von Hochwasserdämmen und -schutztoren automatisiert und so die Effizienz und Widerstandsfähigkeit im Hochwassermanagement erheblich verbessert. Durch die Nutzung der STAAD-Software von Bentley und der OpenSTAAD-Automatisierung verwandelte Arcadis einen zuvor manuellen Prozess, der mehr als 16 Stunden pro Modell in Anspruch nahm, in eine optimierte Lösung mit nur einer Eingabe, die die Modellierungszeit um 95 % reduzierte. Diese digitale Lösung, die durch iterative Analysen und genaue Dateneingaben ergänzt wird, garantiert qualitativ hochwertige, konsistente Modelle und spart wertvolle Zeit, die für detaillierten Entwurf und Qualitätssicherung eingesetzt werden kann. Die Initiative beschleunigt nicht nur die Projektabwicklung, sondern erhöht auch die Sicherheit und Widerstandsfähigkeit der Gemeinden bei extremen Wetterbedingungen, verbessert die Ressourceneffizienz und reduziert die Umweltbelastung.

Vermessung zur Digitalisierung mit Bridging Kentucky

Die Initiative „Bridging Kentucky“, die Qk4, Inc. im Auftrag des Kentucky Transportation Cabinet umsetzt, stellte sich einer monumentalen Herausforderung: der Sanierung von über eintausend mangelhaften Brücken im gesamten US-Bundesstaat. Herkömmliche Vermessungs- und Entwurfsansätze hätten dafür Jahre und über 700 Millionen USD verschlungen. Qk4 setzte jedoch die fortschrittliche Software von Bentley ein, darunter OpenRoads, ProjectWise, LumenRT und weitere, um digitale Vermessungen, 3D-Modellierung und Datenintegration zu beschleunigen. Mithilfe von Drohnen, 3D-Laserscanning und digitalen Zwillingen erstellte das Team präzise, intelligente Modelle, die einen effizienten Entwurf und eine schnelle Projektabwicklung ermöglichten und fast 50 % der veranschlagten Kosten und 90 % der Bearbeitungszeit für die Vermessung einsparten. Diese Effizienz erwies sich während der Überschwemmungen im Juli 2022 als unschätzbar wertvoll und ermöglichte dem Team, mehr als 50 von der Katastrophe betroffene Brücken schnell zu ersetzen. Die Auswirkungen gingen weit über die Budgets hinaus: Die grundlegende Infrastruktur für ländliche Gemeinden wurde wiederhergestellt, Schulbussen, Rettungsfahrzeugen und Pendelnden wurde ein sicherer Zugang ermöglicht und es wurde ein Beitrag zu einer widerstandsfähigen Zukunft geleistet.