Arne Löper
Chief Digital Officer, Teamleiter BIM / Digital Solutions
Erster Hackathon von Sweco Deutschland – Innovation für die Infrastruktur
Entwicklung eines datengestützten Frühwarnsystems für Infrastrukturanlagen
Am 6. und 7. März 2025 fand der erste Hackathon von Sweco Deutschland statt. 19 Kolleg*innen arbeiteten in vier Gruppen an der Entwicklung innovativer Lösungen. Dabei ging es um die Fragestellung: „Wie können wir ein datengestütztes, automatisiertes Frühwarnsystem entwickeln, das Ingenieur*innen hilft, potenzielle Krisensituationen in Infrastrukturanlagen frühzeitig zu erkennen und geeignete Maßnahmen zur Risikominderung zu ergreifen?“
Hackathon: Kreative Lösungen entwickeln
Ein Hackathon ist eine kreative Veranstaltungsform, bei der Teams in einem fest definierten Zeitraum, in unserem Fall 8 Stunden, an einer Fragestellung arbeiten. Ziel war es, eine belastbare Lösung zu entwickeln, die wir bestenfalls in unterschiedlichsten Kundenprojekten bei Sweco anwenden können. Der thematische Schwerpunkt lag auf der Erarbeitung skalierbarer Lösungsansätze, die strukturierte Bauwerksdatenbanken, Sensordaten und Modelle als digitale Zwillinge nutzen. Diese sollen effektiver und effizienter für das Life-Zustandsmonitoring und Predictive Maintenance eingesetzt werden können. Durch die innovative Nutzung von digitalen Zwillingen können wir den Zustand von Bauwerken in Echtzeit überwachen und potenzielle Wartungsbedarfe präzise vorhersagen, was letztlich sowohl Kosten als auch Ressourcen spart.
Die Veranstaltung begann mit einer Einführung in die Aufgabenstellung und dem gegenseitigen Kennenlernen. Anne Göbels von der RWTH Aachen und Lars Langhorst von Sweco Niederlande hielten Impulsvorträge und stimmten die Teilnehmenden auf den Hackathon ein.
Am darauffolgenden Tag hatten die Teams acht Stunden Zeit, um ihre Ideen zur Analyse historischer Daten, Sensorintegration, Prognosemodellen und Benachrichtigungssystemen zu verwirklichen. Mithilfe des FME „Random Team Generator“ wurden die Gruppen zufällig zusammengestellt, um eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zu fördern.
Erfolgreiche Lösungsansätze für die Sicherheit unserer Infrastrukturen
Die Ergebnisse waren beeindruckend: Die Teams präsentierten eine Vielzahl von Ideen, die das Potenzial haben, unsere Arbeitsweise zu optimieren. Die Jury bewertete die Ergebnisse und wollte eigentlich die beste Idee küren. Da dies allerdings angesichts der überragenden Resultate schlichtweg nicht möglich war, behielt sich unser Geschäftsfeldleiter Jörg Breuer als Schirmherr der Veranstaltung vor, den Pokal an den Leiter des Teams BIM / Digital Solutions für die Organisation des Events zu überreichen.
Hier eine kurze Übersicht über die vier Gruppen und ihre Ergebnisse:
Swecos infraFM© (Swecos Infrastructure Facility Management)
Entwickelt wurde ein Produktentwurf eines Monitoringsystems zur Überwachung von Bauwerksgesundheit. Es fragt Sensordaten über einen API-Aufruf ab, historisiert, verarbeitet und analysiert diese und kann bei Übertretung von wählbaren Schwellwerten Benachrichtigungen versenden. Darüber hinaus wurden weitere begleitende bzw. In- und Outputdaten aufgezeigt, z.B. 3-D Visualisierungen sowie Daten zu Wärmedehnung, Verkehrslast und Wetter. Das Team setzt auf eine stark visuelle Auswertung, um alle möglichen Faktoren, die auf das Bauwerk einwirken könnten, intensiv zu betrachten.
Data Bridge – bridging your data gap
Wir haben einen digitalen Workflow entwickelt, der Echtzeitdaten von IoT-Sensoren mit zusätzlichen Daten und einem 3D-Modell koppelt, um kritische Infrastruktur kontinuierlich zu überwachen. Die angewendeten Tools analysieren Temperatur und Vibrationen auf einer Brücke und erkennen Anomalien in historischen Daten. Ziel ist es, Trends zu überwachen und frühzeitige Warnungen bei kritischen Werten zu geben. Die Daten werden in einem WebGIS visualisiert und das Konzept sowie die Methode sind auch in anderen Bereichen wie Flächenmanagement, Tunnelbau und Architektur anwendbar.
InfrAlert
Das Team legt den Fokus auf die Stärken seiner Mitglieder, die aus verschiedenen Bereichen bunt zusammengemischt sind. Ziel ist der Aufbau eines Tool-Konzepts, das eine gute Positionierung im Markt ermöglicht. Zudem wird ein Fahrplan zur Umsetzung und zum Live-GOing entwickelt, um potenzielle Kunden effektiv zu erreichen und zu gewinnen.
ABK – Automatisierte Bauwerksprüfung und Kategorisierung
Die Idee hinter dem Konzept der ABK ist, eine automatisierte Analyse von Prüfberichten, die nach DIN 1076 erstellt wurden, durchzuführen. Ziel ist es, ein Prognosemodell hinsichtlich potenzieller Investitionskosten zur Instandhaltung der analysierten Bauwerke zu erstellen und frühzeitig über mögliche Kategoriegefährdungen zu informieren. Hierfür werden die digital vorliegenden Prüfberichte analysiert, wobei nicht nur der aktuelle Prüfbericht des jeweiligen Bauwerks berücksichtigt wird, sondern auch historische Berichte in die Analyse einfließen. Dabei werden zusätzlich zum Zustand des Bauwerks, ebenfalls Attribute wie z.B. Bauwerkstyp (Brücke, Tunnel, etc.), Standort, Baujahr und Materialien ausgewertet.
Mit Hilfe von maschinellem Lernen (ML) soll ein ML-Algorithmus Muster in diesen Analysedaten erkennen und Vorhersagen zu möglichen zukünftigen Bauwerksschäden treffen. So können frühzeitig Gegenmaßnahmen getroffen und die Investitionskosten für die Instandhaltung des Bauwerks reduziert werden.
Ergänzend zu der Analyse der Prüfberichte soll, in Abhängigkeit des Bauwerkstyps, eine Sensorintegration in 1-5% der mit Zustandsnote 3.0 und 4.0 bewerteten Bauwerke erfolgen. Mit Hilfe dieser Sensorüberwachung soll eine aktuelle Zustandsfeststellung der mit Sensoren ausgestatteten Bauwerke erfolgen. Diese erhobenen Daten sollen ebenfalls dem ML-Algorithmus zugeführt und somit das Prognosemodell konkretisiert werden.
Innovative Veranstaltung: dynamischer Austausch und praxisnahe Ergebnisse
Die Veranstaltung war ein voller Erfolg! Der Hackathon bot nicht nur eine Plattform zur Lösung realer Probleme, sondern auch die Möglichkeit, innovative Ansätze zur Verbesserung der Sicherheit unserer Infrastrukturen zu entwickeln. Darüber hinaus konnten die Teilnehmenden wertvolle Erfahrungen in den Bereichen Datenanalyse, Sensorintegration und Modellierung sammeln, neue Kontakte knüpfen und sich vernetzen.
Wie geht es weiter? Nächste Schritte nach dem Hackathon
Unser erster Hackathon war bewusst als kleines Event konzipiert, um wertvolle Erkenntnisse für künftige Veranstaltungen zu gewinnen. Doch eines steht fest: Es war definitiv nicht der letzte! Der nächste Schritt ist, die erarbeiteten Lösungen unternehmensweit zugänglich zu machen und gezielt weiterzuentwickeln. Dabei geht es nicht nur um die technische Umsetzung, sondern auch um den Aufbau eines internen Netzwerks der digitalen Frontrunner, um digitale Innovationen langfristig zu fördern.
Ein zentrales Anliegen ist es, ein interdisziplinäres deutsches Hackathon-Team zu etablieren, das auch an weiteren nationalen und internationalen Wettbewerben teilnimmt. Das Wissen, die Motivation und die Kompetenzen aus diesem Event wollen wir im Sinne von „One Sweco – transforming society together“ bündeln und für uns nutzbar machen.
Digitale Transformation vorantreiben: Zusammenarbeit für die Zukunft
Der Hackathon hat gezeigt, welches Potenzial in der Zusammenarbeit unserer Expert*innen steckt. Nun gilt es, dieses Wissen zu nutzen, weiter auszubauen und auf ein starkes internes Netzwerk zurückzugreifen. Wir freuen uns auf kommende Herausforderungen und die Möglichkeiten, die uns künftige Hackathons bieten werden!
Ein großes Dankeschön an alle Teilnehmenden für ihr Engagement, ihre Kreativität und ihren Innovationsgeist!
