Digitale Zwillinge als ProAV-Booster

Digitale Zwillinge eröffnen Unternehmen neue Dimensionen bei Planung, Kontrolle und Optimierung audiovisueller Installationen. Als virtuelle Repräsentationen von Produkten, Prozessen oder Orten verknüpfen sie Medientechnik, Gebäudedaten und Sensorik zu einem Echtzeitabbildbilden. Sie können sogar seine Funktionsweise beeinflussen: Der digitale Zwilling empfängt Sensordaten, visualisiert diese und sendet gegebenenfalls Steuerungssignale zurück. Dadurch bringen sie Ordnung in die wachsende Komplexität moderner AV-Festinstallationen und sorgen für mehr Planungssicherheit, transparentere Abläufe und effizientere Betriebsprozesse.

In der neuen Konzernzentrale der Debeka in Koblenz, einem von der Aachener Grundvermögen gemieteten Verwaltungsgebäude, verschmelzen moderne Gebäudetechnik, ProAV und intelligente IT. Die Bauherrin setzte auf eine Infrastruktur der nächsten Generation: einen digitalen Zwilling. In dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt Twinergy (mit Mitteln von Horizon Europe) entstand ein virtuelles Modell der gesamten Anlage, ihrer Gebäudetechnik, ProAV-Installationen und weiterer Subsysteme. Vierzehn oberirdische Stockwerke und eine zweigeschossige Tiefgarage mit rund 600 Stellplätzen, entworfen von RKW Architektur, lassen sich nun virtuell steuern. Der digitale Zwilling optimiert Betrieb, Wartung und Energieversorgung der Büros und ihrer AV-Systeme anhand von Echtzeitdaten.

Im Pro-AV-Kontext zeigt sich ein bemerkenswertes Wechselspiel: Einerseits lassen sich über Digital Twins in der Gebäudeautomation Pro-AV-Geräte zentral steuern. Andererseits können Pro-AV-Technologien genutzt werden, um mittels digitaler Zwillinge andere Anlagen zu managen — von Produktionsprozessen bis Logistiksystemen.

Die Debeka-Zentrale wurde nach der BIM-Methode geplant. Technische Infrastruktur und Gewerke wurden digital abgebildet und mit Sensorik verknüpft. Erfasst werden unter anderem Raumtemperaturen, Luftqualität, Energieverbräuche und Flächenbelegung. Der digitale Zwilling führt diese Daten zusammen, speist sie in die Cloud und nutzt KI für automatisierte Steuerungsprozesse wie Licht-, Klima- und Konferenztechnik oder Digital Signage. Durch den Abgleich mit Echtzeitdaten erkennt der Zwilling Zustände, Funktionsweisen und potenzielle Veränderungen seiner Subsysteme und kann Wechselwirkungen simulieren. So lassen sich Ereignisse vorhersagen, Prozesse testen und Optimierungspotenziale ausloten, ohne das reale Gebäude anzutasten — etwa neue Raumkonzepte oder technische Abläufe.

Twinergy wurde von Fraunhofer IAO, KIT und der Hochschule Düsseldorf begleitet; die Aachener Grundvermögen brachte ihre Immobilienexpertise ein. Angesichts steigender Energie- und Immobilienkosten zeigt das Projekt, wie digitale Zwillinge zum Standardinstrument für einen intelligenten Gebäudebetrieb und AV-Installationen werden könnten. Ein solcher Zwilling öffnet Unternehmen zudem den Zugang zum Metaversum.

Ein Digital Twin mit ProAV-Medientechnik — ob nun Meetingraum, Hörsaal, Arena oder Experience Center — verbindet räumliche 3D-Modelle mit Live-Telemetrie aus AV-, IT- und Gebäudetechnik sowie Simulationen für Akustik, Sichtlinien, Auslastung und Energieverbrauch. Er bildet nicht nur die Raumgeometrie und die Geräte ab, sondern auch deren Verhalten: Sitzpläne, Sichtachsen, Nachhallzeit, Pegelverteilung, Lichtstimmung, Energieverbrauch, Nutzerströme sowie Quellen-Routing, Automationslogik, Presets, Fehlerzustände und Nutzungsstatistiken.

Typische Zielsetzungen in AV-Räumen sind:

• Früherkennung von Planungsfehlern (tote Blickwinkel, schlechte Sprachverständlichkeit, Blendungen)
• Betriebsoptimierung (Predictive Maintenance, Energieverbrauch, Raumauslastung, Supportaufwand)
• Immersive Previews und virtuelle Führungen für Stakeholder, die nicht vor Ort sein können.

Sound of Science

Ein digitaler Zwilling ist auch bei der Bayerischen Staatsoper im Einsatz: Siemens hat den Klang des Münchner Nationaltheaters erfasst und die Mixed-Reality-Anwendung „Sound of Science“ geschaffen, die akustische 3D-Modelle digitaler Veranstaltungssäle erlebbar macht. Der Zwilling simuliert Akustik, Orchesteraufstellungen und Saalkonfigurationen und ermöglicht es, diese per VR-Brille unabhängig vom realen Ort zu testen.

Die Idee entstand vor dem Hintergrund, dass „die Probenzeit immer kürzer und die Logistik um Konzerte herum immer teurer“ wird, erklärt Stephan Frucht, Künstlerischer Leiter des Siemens Arts Programs. Durch die Simulation realer Bühnenproduktionen könne das künstlerische Personal „viel exakter im Voraus planen“ und das Publikum erhalte frühzeitig „einen Eindruck der klanglichen Gegebenheiten“.

„Sound of Science“ sagt Effekte wie Echo, Nachhall und Schallausbreitung voraus, simuliert Szenarien und zeigt das Hör-Erlebnis aus beliebigen Saalpositionen. Ziel ist es, die akustische Qualität bereits in der Planungsphase zu optimieren, Störquellen zu erkennen und teure Umbauten zu vermeiden.

Technische Grundlage ist das Siemens Simcenter, das Impulse-Response-Messungen per Ray-Tracing auswertet und Materialeigenschaften berücksichtigt. Die Vorteile der Digital-Twin-Technologie reichen laut Jean-Claude Ercolanelli, Senior Vice President Simulation and Test Solutions bei Siemens Digital Industries Software, „weit über den Konzertsaal hinaus“: Sie reduziere Kosten, spare Zeit, minimiere Risiken und verbessere Entscheidungen und Zusammenarbeit.

Auch in Architektur- und Bauprojekten kommen Digital Twins mit physikalischer Akustiksimulation zum Einsatz – auf Basis von BIM-Daten und LiDAR-Scans – um Reflexionen, Absorptionen und audiovisuelle Maßnahmen präzise zu planen und Anpassungen vor Baubeginn virtuell zu testen.

Herausforderungen der Integration

Um immersive Erfahrungen vorab zu testen und später im Betrieb zu optimieren, ist die Verbindung von 3D-Modell, Live-Daten und Simulation unerlässlich. Viele Smart-Building- und Campus-Digital-Twin-Lösungen setzen dabei auf offene APIs, Event-Streaming und modulare Architekturen, um AV-Systeme in bestehende Facility-Management-, Integrated Workplace Management Systeme (IWMS) oder Campus-Plattformen einzubinden. Am Anfang steht dabei das saubere Modelliern der Meetingräume. Viele Content- und Integrator-Dienstleister liefern heute Revit-Familien (Autodesk Revit), 3D-Modelle und „Virtual Twins“ von AV-Produkten, die sich direkt einfügen lassen. Ein Digital Twin lebt von Daten: Entscheidend ist früh festzulegen, welche Protokolle (REST, MQTT, SNMP, WebSocket, proprietäre AV-APIs) genutzt und wie Rohdaten in eine einheitliche Semantik übersetzt werden („Raum A12 ist belegt, Szene ‘Hybrid Boardmeeting’ aktiv“). Zwischen AV-Welt, Building Management System (BMS) und Twin-Plattform braucht es ein Integrations-Backbone.

Digital-Twin-Simulationen ermöglichen schnelle Design-Iterationen, bevor Hardware bestellt wird – ein wichtiger Hebel für Wirtschaftlichkeit und Nutzerzufriedenheit. Zu den führenden Anbietern zählen unter anderem Siemens, Bosch, Microsoft (Azure Digital Twins), Schneider Electric (EcoStruxure Digital Twin), NVIDIA und andere. Diese Plattformen liefern zwar eine hohe Skalierbarkeit, dennoch erfordern ProAV-Projekte meist eine individuelle Anpassung.

Siemens bietet mit Desigo CC eine integrierte Building-Management-Plattform für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HLK), Beleuchtung, Beschattung, Energiemanagement, Sicherheit und Third-Party-Systeme. Über die Kommunikationsprotokolle BACnet, KNX und OPC sowie IP-Protokolle lassen sich auch Mediensteuerungen, Raumcontroller, DSPs und AV-over-IP einbinden. Damit bildet Desigo in vielen Campus-, Office- und Healthcare-Projekten faktisch den Digital Twin, in dem AV-Szenen, Licht und Klima gemeinsam automatisiert werden.

NVIDIA Omniverse fokussiert auf fotorealistische, physikalisch korrekte Simulation. Plattformen lassen sich etwa via OpenUSD integrieren. Damit können virtuelle Produktionsstudios, Broadcast-Umgebungen und XR-Bühnen als Digital Twin geplant werden. In Smart-City- und Campus-Modellen lassen sich AV-Elemente wie Public Displays oder Beschallung gemeinsam mit Verkehr, Energie und Gebäudetechnik visualisieren – attraktiv für Integratoren an der Schnittstelle von Real-Time-Graphics, LED-Walls und Gebäude-IT.

Bosch positioniert seine „Digital Building Twins“ als virtuelles Abbild des Gebäudes mit Technik, Sensorik und Aktoren. Videoüberwachung, elektroakustische Anlage (ELA), Zutrittskontrolle und Gebäudeservices stammen aus einer Hand – oft gemeinsam geplant mit Beschallung, Konferenztechnik und Large-Format-Displays. Viele Lösungen basieren inzwischen auch auf Azure Digital Twins als IoT-Backbone. So können Nutzung, Belegung, Security-Events und AV-Trigger in einem gemeinsamen Gebäudemodell zusammenlaufen.

Intuit Dome & Sofi Stadium

ProAV-Anbieter und Integratoren nutzen Digital-Twin-Technologien zunehmend in Produktentwicklung und Projektplanung, etwa zur Simulation von Lautsprecher- und Lichtkonfigurationen. So lassen sich Schallausbreitung, Akustik und Sichtlinien bereits vor Installation oder sogar vor Fertigung testen und optimieren. „Der Einsatz von Digital Twins bei der Veranstaltungsplanung reduziert den Bedarf an kostspieligen und zeitaufwändigen Vor-Ort-Terminen erheblich“, betont Paul Foster, CEO und Founder von OnePlan.

Mit der Venue-Twin-Technologie von OnePlan haben die LA Clippers eine digitale Nachbildung des Intuit Dome (18.000 Plätze, Kosten: 2 Mrd. Dollar) erstellt – ein hyperrealistisches, interaktives Modell der Sport-Arena und ihrer Umgebung. Auf Basis von CAD-Daten und Renderings lassen sich dort betriebsrelevante Szenarien wie Fluchtwege, Crowd Dynamics, Energie oder Sicherheit simulieren.

Noch vor der Eröffnung konnten Interessenten Suiten, Sitzplätze und Sichtachsen im Experience Center oder online virtuell erleben. Mit den Tools SuiteView und SeatView „fliegt“ man durch die Arena und begutachtet jedes Detail – ein „zweites Stadion“, das Engagement und Umsatz steigert. Venue Twin ermöglicht potenziellen Kunden, Sponsoren und VIP-Käufern, Suiten und Arena-Erlebnisse individuell zu konfigurieren. Die Clippers nutzen das Modell für Eventplanung, Hospitality, Beschilderung, Notfallmanagement, Sponsoring und Fan-Engagement.

Unweit des Intuit Dome setzt auch das SoFi Stadium – die teuerste Sportarena der Welt – auf einen digitalen Zwilling. Entwickelt vom Technologieunternehmen Willow, hebt er die betriebliche Effizienz auf ein neues Niveau. Bei NFL-Spielen arbeiten bis zu 7.000 zusätzliche Kräfte und 1.000 Medienvertreter im Stadion. Der Digital Twin dient Management und Produktionsteams als zentrale Informationsquelle und virtueller Wegweiser: von der Frage, ob ein LKW durchs Ladetor passt bis zur optimalen Einrichtung der AV-Technik. Der schnellste Weg zu belastbaren Antworten führt dort heute zuerst über das digitale Modell.

MEO Arena Lissabon

„Digitale Zwillinge verändern grundlegend, wie wir Infrastruktur planen und wie wir investieren“, bestätigt Nuno Costa, Founding Partner und CEO der Quadrante Group, einer internationalen Ingenieur- und Beratungsfirma mit Hauptsitz in Lissabon. Digitale Zwillinge von realen Anlagen und Systemen erlauben es den Führungskräften, Szenarien durchzuspielen, Ergebnisse zu testen und ein tieferes Verständnis für direkte wie auch indirekte Auswirkungen ihrer Entscheidungen zu gewinnen – vor dem Bau, aber auch danach — erklärt Costa weiter. Das Ergebnis seien bessere und schnellere Entscheidungen sowie höhere Investitionsrenditen. „Bei Quadrante sehen wir Digital Twins nicht als reine Technologie, sondern als eine neue Art, Realität zu gestalten – dort, wo Daten und Fachwissen zusammenkommen“, mit dem Ziel, „bessere Ergebnisse für Menschen (…) zu schaffen,“ so Costa.

Mit der Geschäftssparte Quadrante Digital zählt die Quadrante Group zu den Vorreitern der Digital-Twin-Technologie weltweit. Quadrante hat damit zahlreiche anspruchsvolle Großprojekte als führender Ingenieurpartner erfolgreich umgesetzt. Beim BIM-gestützten Ausbau von Metro-Projekten in Porto und Lissabon mit Digital-Twin-Technologie hat Quadrante mit innovativen Methoden zur Datenintegration unter anderem die Optimierung von Personenströmen unterstützt, die sowohl im Echtzeit-Betrieb als auch für strategische Planung zum Einsatz kommt. Quadrante baut seine Digital Twins nicht auf einer Standard-Software auf, sondern auf einem Stack aus der eigenen Plattform namens Q.GEOVision sowie ESRI-GIS, BIM-Tools und Ingenieur-Software.

Der Digital-Twin der MEO Arena in Lissabon, ein anschauliches Beispielprojekt von Quadrante für den produktiven Einsatz von Digital Twin-Technologie in ProAV, wird aktuell um Echtzeitdaten ausgebaut. Die Grundlagen wie Reality Capture, BIM-Modellierung und digitale Planungsinstrumente sind abgeschlossen und bereits im produktiven Einsatz. Der Digital Twin findet bereits im täglichen Betrieb Anwendung, zum Beispiel bei Veranstaltungen wie der Mega-Messe Web Summit in Lissabon. Die Funktionalität eines digitalen Zwillings wird  dabei an die Gegebenheiten laufend angepasst. „Mit Digital-Twin-Software ist es nicht so, dass wir einmal kommen, sie installieren und dann nie wieder etwas daran tun“, verrät Robby Martin, Senior Program Manager bei Willow. „Es ist ein ständiger Prozess, bei dem wir regelmäßig Anpassungen und Verbesserungen vornehmen.“

Stille Revolution

In vielen ProAV-Endprodukten wird der Begriff „Digital Twin“ nicht explizit genannt, doch das Prinzip gewinnt an Gewicht. Sharp/NEC bietet etwa Digital-Signage-Lösungen mit Digital-Twin-Charakter: Inhalte lassen sich ausspielen, während IoT-Sensorik den Gerätezustand und die Umgebung in Echtzeit erfasst. Die Plattform überwacht Displays, wertet Interaktionen aus und ermöglicht Fernwartung. Besonders im Hospitality-Bereich werden auf diese Weise Besucherströme gesteuert, Störungen früh erkannt und Inhalte kontextbewusst angepasst.

Spezialisierte Anbieter und Integratoren adressieren zunehmend branchenspezifische Anforderungen professioneller AV-Technik – von Akustik- und Sichtlinienkontrolle über smarte Anlagenplanung bis zur IoT- und KI-gestützten Echtzeitsteuerung in Gebäudemanagementsystemen. Der Markt wird dabei von wachsender Interoperabilität und Individualisierung geprägt.

Für die Integration von Daten in Digital Twins stehen bewährte Erfassungsmethoden bereit: Räume und AV-Setups werden per LiDAR, Photogrammetrie, Drohnen oder Kameras wie Matterport, Leica oder Faro digital aufgenommen. Die erzeugten 3D-Modelle (OBJ, FBX, STL, GLTF) fließen in Plattformen wie Unreal Engine, Unity oder spezialisierte AV- und Immobilien-Tools ein.

AV-Komponenten wie Lautsprecher, Mixer, Displays oder Sensoren liefern Statusdaten, Telemetrie und Nutzungsstatistiken über Standardprotokolle wie Dante, AES67, SMPTE, DMX, SNMP, MQTT oder OPC UA. Diese Daten gelangen über APIs, Streams oder Uploads ins Digital-Twin-System. Live-Daten aus Video, Audio, Licht und Steuerung werden via RTSP, WebRTC, NDI oder TCP/IP eingespeist; Edge-Gateways sammeln und bündeln sie für Cloud oder Edge-Server. Digital Twins koppeln sich zudem über APIs an Asset-Management, BMS, Event-Scheduling oder Collaboration-Tools an.

Die Münchner Nemetschek Group treibt mit einem offenen Plattformansatz BIM- und Digital-Twin-Konzepte in Europa voran. Ihre Cloud-Plattform dTwin harmonisiert und visualisiert die Facility-Daten eines Gebäudes. Viele AV-, Licht- und Eventtechnik-Planer arbeiten mit Marken aus dem Nemetschek-Portfolio wie Vectorworks und Allplan. So landen Architektur, Technische Gebäudeausrüstung (TGA) sowie Licht- und AV-Planung im selben digitalen Ökosystem – ein durchgängiger Zwilling von Entwurf bis Betrieb inklusive Medien- und Netzwerktechnik.

Mit BIM-Modellen in Revit und der Plattform Autodesk Tandem for AEC können Planungsbüros und Betreiber digitale Zwillinge von Gebäuden erstellen, die Spaces, technische Anlagen und Asset-Daten verbinden. ProAV-Integratoren können Montagepunkte, Sichtachsen, Leitungswege, Rack-Räume und Serverräume direkt im digitalen Gebäudemodell verankern. Über IFC/BIM-Workflows können Lautsprecher- und Kamerapositionen, Projektionsflächen, Akustikelemente oder LED-Wände in denselben Zwilling einfließen, in dem später der Betreiber Wartung, Umbauten und Energieoptimierung steuert.

Fazit & Ausblick

Digitale Zwillinge entwickeln sich in Festinstallationen vom reinen Visualisierungswerkzeug zum strategischen Managementinstrument. Ihre herausragende Stärke liegt in der durchgängigen Verknüpfung von AV-Systemen, Gebäudetechnik, IoT-Sensorik und Datenanalytik. Das Ergebnis ist ein dynamisches Modell, das Planung, Betrieb und Service KI-gestützt auf vielfältige Weise optimieren kann.

Für Integratoren, Betreiber und Facility Manager eröffnet sich mit digitelen Zwillinge eine ganz neue Ebene an Transparenz – mit einer bislang unerreichtne Kontrolle über den gesamten Lebenszyklus der Medientechnik. Mit Hife von Digital Twins können Betreiber und Planer audiovisuelle Räume und Systeme realitätsnah abbilden, um sie zu Beginn mit maximaler Effizienz zu entwerfen und dann im Laufe der Zeit kontinuierlich zu verbessern.            •

Der Mehrwert von Digital Twins

Digitale Zwillinge schaffen ganz neue Möglichkeiten für die Planung, den Betrieb und und die Optimierung von ProAV-Systemen- und -Installationen:

Planung und Simulation von Nutzerinteraktionen: Digitale Zwillinge erlauben es, Bedienungsszenarien und Automationen virtuell zu testen und zu optimieren.

Simulation von Akustik und Sichtlinien: AV-Zwillinge ermöglichen virtuelle Raumplanungen, bei denen vor der Installation die akustische Wirkung von Lautsprechern, Mikrofonen und Licht simuliert werden kann.

Abbildung der Signalflüsse: Moderne Digital-Twin-Plattformen in größeren AV-Projekten simulieren komplette ProAV-Installationen, um Remote-Betrieb und Wartung zu ermöglichten – darunter frühzeitige Erkennung von Störungen und Echtzeit-Analyse

Dokumentation von Verkabelung und Gerätestandort: Das Erfassen von Signalpfaden und Signalflüssen, Verkabelungen und Gerätestandorten in virtueller Systemdokumentationen erleichtert die Verwaltung und beschleunigt die Remote-Diagnose von Fehlern.

Kontrolle physischer Abläufe: CAD-gestützte Modellierung von Räumen und Signalflüssen erleichtert die agentische Kontrolle physischer Abläufe durch KI