Urbane digitale Zwillinge : Vom Hype zur Umsetzung

Digitale Zwillinge könnten die Verwaltungsdigitalisierung deutlich voranbringen. Sie helfen, Brücken rechtzeitig zu reparieren, Städte klimaresilient zu entwickeln oder Verkehrsflüsse vorausschauend zu steuern. Doch in der Praxis scheitert die Umsetzung oft an denselben Hürden.

Für ein durch das damalige Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördertes Forschungsprojekt hat der Thinktank iRights Lab 135 Projekte analysiert und mit fast 50 Experten gesprochen. Das Ergebnis: Es mangelt an ressortübergreifenden Zielbildern, interoperablen Dateninfrastrukturen, angepassten Prozessen sowie personellen und finanziellen Mitteln. Die begleitende Studie und ein Praxisleitfaden zeigen aber auch: Wenn digitale Zwillinge erfolgreich eingeführt werden, entstehen Synergien – über den konkreten Anwendungsfall hinaus.

Mehr als Visualisierungen

Digitale Zwillinge sind ein offenes, dynamisches Konzept. Ihre Umsetzung basiert auf unterschiedlichen technologischen Komponenten wie digitalen Modellen, Sensoren, Datenplattformen und Anwendungen. Daten stammen meist aus mehreren Quellen und werden in Echtzeit aktualisiert.

Die Modelle erfassen nicht nur den jeweiligen Zustand, sondern ermöglichen Simulationen oder Vorhersagen. Für Kommunalverwaltungen besonders interessant sind Simulationen von „Was-wäre-wenn“-Szenarien, etwa für Verkehrsflüsse oder im Katastrophenschutz.

Eine zentrale Stärke: Der digitale Zwilling kann als „Single Source of Truth“ fungieren – eine gemeinsame, verlässliche Datengrundlage für alle Beteiligten. Das erleichtert fundierte und transparente Entscheidungen.

Umsetzungsbarrieren: von der Pilotierung zur Skalierung

Bundesweit gibt es bereits zahlreiche digitale Zwillinge im Einsatz – meist einfache Datenvisualisierungen in frühen Implementierungsphasen. Ihr volles Potenzial für vorausschauende Instandhaltung oder simulationsgestützte Planung wird kaum ausgeschöpft. Warum ist das so?

Fehlende Zielorientierung und Umsetzungsschritte:
Vielen Kommunen fehlen ein strategisches Zielbild und praktische Handreichungen für den sinnvollen Einsatz oder um die Zwillingsanwendungen in bestehende Digitalprojekte zu integrieren.

Ohne sich intern auf ein gemeinsames Verständnis zu einigen und frühzeitig Erwartungen an das Projekt zu managen, bleiben Zielgruppen, Nutzenversprechen, Umsetzungsschritte und Wirkungsmessung vage. So entstehen vielerorts Leuchttürme ohne Anschlussfähigkeit oder Vorhaben, die nie umgesetzt werden.

Ein digitaler Zwilling ist nur so gut wie seine Datenbasis. In vielen Organisationen fehlen aktuelle, strukturierte oder zugängliche Datenbestände. Nicht vorhandene oder unausgereifte Data-Governance- und technische Infrastrukturen, fehlende Schnittstellen, uneinheitliche Datenstandards und unklare Bereitstellungs- und Nutzungsrechte erschweren es, die Daten auch konsistent zu nutzen.

Fehlende Ressourcen und Kompetenzaufbau:
Die Umsetzung scheitert oft auch an Ressourcenmangel wie etwa unbesetzten Stellen oder zu wenig qualifiziertem Personal, befristeter Projektfinanzierung und unzureichenden Weiterbildungsstrukturen. Neben IT-Fachkräften braucht es erfahrene Projektmanager:innen, Organisationsentwicklungs- und rechtliche Kompetenz. Interdisziplinäre Teams, in denen technisches, rechtliches, organisatorisches und fachliches Know-how zusammenwirken, sind entscheidend – entsprechende Kapazitäten aber eher selten.

Isolierte Förderlandschaft und fehlende Nachnutzung:
Staatliche Förderprogramme treiben bislang digitale Zwillinge zentral voran. Finanziert werden überwiegend frühe Projektphasen, während es an Anschlussfinanzierungen mangelt, um die Modelle zu betreiben, zu skalieren oder nachzunutzen. Viele Vorhaben laufen daher als isolierte Einzelinitiativen oder starten „from scratch“, oft ohne Erfahrungen vorher systematisch auszutauschen oder Wissen langfristig zu sichern, obwohl Kommunen wiederholt vor ähnlichen Herausforderungen stehen.

Was zu tun ist

Anwendungsfälle strategisch und nutzer:innenzentriert planen:
Zu Beginn eines Zwillingsvorhabens sollten Anwendungsfälle klar abgegrenzt und Mehrwerte für die Kommune erkennbar sein – also etwa im Assetmanagement oder der Verkehrsplanung. Den Zwilling schrittweise zu erweitern, hat sich mehr bewährt, als gleich zu Beginn sämtliche Funktionen integrieren zu wollen. Zielgruppen wie Verwaltungsmitarbeiter:innen oder Betroffenengruppen sollten bereits in der Planung einbezogen werden, um mögliche Vorbehalte, unterschiedliche Erwartungen und Bedarfe zu adressieren.

Dateninventur und Governance-Strukturen etablieren:
Eine systematische Dateninventur ist die Grundvoraussetzung für den Erfolg datengetriebener Projekte. Offene Standards, geeignete Sicherheitsanforderungen und skalierbare Systeme sollten entsprechend der spezifischen kommunalen Bedarfe angepasst werden. Hardware- und Softwarelösungen werden strategisch gewählt und sind mit der entwickelten Data-Governance-Struktur bestenfalls über die Projektphase hinaus nutzbar.

Ressourcen und Kompetenzen nachhaltig sichern:
Digitale Zwillinge sind kein reines IT-Projekt, sondern ein Instrument datenbasierter Verwaltung. Dafür müssen Bund, Länder und Kommunen gezielt Ressourcen für langfristige Weiterbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmen, Wissensmanagement und Kooperationen beispielsweise mit Hochschulen bereitstellen, um gezielt Kompetenzen aufzubauen und langfristig Wissen zu erhalten sowie interdisziplinäre Teams aufzubauen.

Digitale Zwillinge können wirksam zur Verwaltungsdigitalisierung beitragen – wenn sie strukturell in Planungs- und Entscheidungsprozesse integriert werden.

Marie L. Blüml beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Digitalisierung auf das gesellschaftliche Zusammenwirken. Sie arbeitet derzeit am Thinktank iRights Lab als wissenschaftliche Mitarbeiterin und Policy Advisor, unter anderem zu (Urbanen) digitalen Zwillingen, gemeinwohlorientiertem Technologieeinsatz und digitalen öffentlichen Infrastrukturen.