Einleitung – Japanische Eisenbahnen (JR) und das Skalierungspotenzial
Das japanische Bahnnetz JR zählt zu den größten und leistungsfähigsten Schienensystemen der Welt, geprägt von einer langen Tradition und einem enormen Betriebsumfang. JR Kyushu, Teil der JR‑Gruppe, entstand 1987 nach der Privatisierung der staatlichen Eisenbahn JNR und betreibt heute 571 Bahnhöfe auf der Insel Kyushu, die jährlich Hunderte Millionen Fahrgäste befördern. Viele dieser Anlagen sind nicht nur Verkehrsknotenpunkte, sondern auch architektonische Wahrzeichen. Ein herausragendes Beispiel ist der Bahnhof Mojikō in Kitakyushu: ein historisches neorenaissanceartiges Gebäude aus dem Jahr 1914, das heute als Wichtiges Kulturgut Japans anerkannt ist. Nach einer umfassenden Renovierung, die 2019 abgeschlossen wurde, erhielt der Bahnhof sein ursprüngliches Erscheinungsbild zurück.
Der Betrieb einer solch umfangreichen Infrastruktur – moderne Strecken inklusive Shinkansen‑Linien kombiniert mit historischen Gebäuden – stellt eine große Herausforderung dar. Die Anlagen erfordern kontinuierliche technische Überwachung, regelmäßige Inspektionen und eine effiziente Integration von Daten aus verschiedenen Gebäudeautomationssystemen (BMS). Die enorme Größe des JR‑Netzes – Hunderte Bahnhöfe und Tausende Kilometer Gleise – bedeutet, dass selbst kleine Prozessverbesserungen zu erheblichen Vorteilen führen können. Aus diesem Grund sucht JR aktiv nach innovativen, skalierbaren Lösungen für das Infrastrukturmanagement. 2020 begann das Unternehmen seine digitale Transformation (DX) im Bereich Infrastrukturmanagement und startete eine Zusammenarbeit mit dem polnischen Unternehmen SIMLAB und dem japanischen Partner Nohara Group.
Beginn der Zusammenarbeit – Rolle von Nohara und Implementierungsphasen (seit 2020)
Die Partnerschaft zwischen SIMLAB und JR, lokal umgesetzt durch Nohara Group, begann 2020 mit umfassenden Beratungsleistungen. Nohara Group, ein renommierter Integrator für Gebäudetechnik in Japan, übernahm die Rolle des lokalen Experten und Implementierungspartners. Mit ihrer Erfahrung in BIM und digitalen Zwillingen (unter anderem als offizieller Matterport‑Reseller in Japan) führte Nohara die SIMLAB‑Lösungen auf dem japanischen Markt ein.
In der ersten Phase erfolgte eine detaillierte Bedarfsanalyse und Beratung, bei der Spezialisten von Nohara und SIMLAB die bestehenden Instandhaltungsprozesse von JR untersuchten und die Bereiche identifizierten, in denen Digitalisierung den größten Nutzen bringen würde.
Anschließend folgte die Anlagenerfassung mittels Matterport‑Technologie: 3D‑Scans ausgewählter Bahnhofsareale wurden erstellt. So wurde die Empfangshalle des Bahnhofs Mojikō beispielsweise in etwa 30 Minuten (40 Scanpunkte) erfasst, und der komplette 3D‑Raum wurde innerhalb von rund 3,5 Stunden generiert. Die Erfassung fand außerhalb der Hauptverkehrszeiten statt, ohne den Bahnhofsbetrieb zu stören, was deutlich die Vorteile dieser nicht‑invasiven Datenerfassungsmethode zeigte.
Die dritte Phase war die eigentliche Implementierung der SIMLAB‑Lösungen, einschließlich der Konfiguration zweier zentraler Plattformen: SIM‑ON (für digitales Infrastruktur‑ und Facility‑Management) und STAGES (für die Überwachung von Sanierungs‑ und Neubauprojekten). Nohara übernahm dabei eine Schlüsselrolle als Integrator: Sie passte die Systeme an die Anforderungen von JR an, verknüpfte sie mit bestehenden Datenquellen und schulte das Personal.
Die gesamte Initiative wurde phasenweise umgesetzt, im Einklang mit der japanischen Innovationskultur: zuerst ein Pilotprojekt, und bei Erfolg eine Ausweitung auf weitere Standorte. Der Pilot wurde am historischen Bahnhof Mojikō durchgeführt.
Pilotprojekt am Bahnhof Mojikō – Digitale Zwillinge, SIM‑ON und STAGES in Aktion
Die Empfangshalle des Bahnhofs Mojikō wurde zum Testfeld für den Einsatz der SIMLAB‑Plattformen im Alltag der japanischen Eisenbahn. Dieser Standort wurde bewusst gewählt: Sein Denkmalsstatus erfordert besonderen Schutz und Pflege, gleichzeitig stellt er tägliche Wartungsherausforderungen dar. Ziel des Pilotprojekts war es, zu zeigen, wie digitale Zwillinge und integrierte Werkzeuge sowohl den Erhalt des historischen Gebäudes als auch die Planung zukünftiger Baumaßnahmen verbessern können.
Digitaler Zwilling des Bahnhofs (Matterport‑Scanning)
Grundlage der Umsetzung war die Erstellung eines digitalen Zwillings des Bahnhofs Mojikō – eines interaktiven 3D‑Modells, das die reale Anlage genau abbildet. Techniker von Nohara nutzten eine Matterport‑Pro‑Kamera, um die Empfangshalle zu scannen, und erzeugten so ein fotorealistisches räumliches Modell, in dem architektonische Details originalgetreu dargestellt sind. Dieses virtuelle Modell diente als Gerüst, auf das die Bahnhofsdaten aufgesetzt wurden.
Besonders wichtig: Der digitale Zwilling fungierte als gemeinsame Informationsplattform. Auf dieser Basis wurden Daten aus allen wichtigen technischen Systemen der Anlage integriert. Projektteams erfassten jedes Infrastrukturelement in 3D, von mechanischen Anlagen, elektrischen Systemen und Rohrleitungsnetzen bis hin zu Umweltsensoren und Gebäudeautomationssystemen (BMS). Der digitale Zwilling „fasste“ so das gesamte Wissen über die Anlage zusammen – jedes Ventil, jedes Kabel, jeder Temperatursensor oder jede Überwachungskamera hat im Modell ein Pendant, das mit den entsprechenden technischen Daten verknüpft ist.
SIM‑ON – Intelligente Plattform für das Facility‑Management
Aufbauend auf diesem digitalen Zwilling wurde die Plattform SIM‑ON implementiert, um das intelligente Facility‑Management zu unterstützen, also den intelligenten Betrieb des Gebäudes. SIM‑ON fungiert als digitales Kontrollzentrum für das technische Personal und die Verwaltung des Bahnhofs.
Wie funktioniert es? Dank der Matterport‑Integration haben Betriebspersonal und Techniker einen virtuellen dreidimensionalen Blick auf den Bahnhof auf ihren Computern oder Tablets. In dieser realistischen 3D‑Umgebung können sie navigieren, als würden sie tatsächlich durch das Gebäude laufen. Ein Klick auf ein ausgewähltes Element (z. B. einen Aufzug, eine Klimaanlage oder eine Lampe) zeigt alle relevanten Details an: technische Dokumentation, Betriebsparameter, Inspektionsdaten, Wartungshistorie, Garantieinformationen und mehr. Alle diese Daten, die zuvor auf Papierordnern und Excel‑Dateien verteilt waren, wurden nun in einem zentralen Repository gebündelt, das an das 3D‑Modell gekoppelt ist.
SIM‑ON ermöglicht zudem proaktive Wartung. Basierend auf Inspektionsplänen und Lebenszyklen der Anlagen generiert das System Erinnerungen an bevorstehende Wartungsarbeiten und weist Aufgaben automatisch an die zuständigen Abteilungen oder externe Dienstleister zu. Mit dem integrierten Timeline/Task Manager können technische Teams Wartungsarbeiten im Voraus planen und den Fortschritt an einer visuellen Zeitleiste verfolgen. Tritt ein Fehler oder ein Vorfall auf, kann das Personal diesen sofort im System erfassen; SIM‑ON weist dem Ereignis einen Ort im 3D‑Modell zu, sodass das Problem schnell lokalisiert und bewertet werden kann, ohne lange Vor‑Ort‑Inspektionen durchführen zu müssen.
Die Integration von IoT ist ein weiterer zentraler Baustein. Im Pilotprojekt wurden verschiedene am Bahnhof installierte Sensoren an die Plattform angebunden – von Energiemessgeräten und HVAC‑Anlagen bis hin zu Temperatur‑, Feuchtigkeits‑ und Bewegungsmeldern. SIM‑ON aggregiert diese Daten in Echtzeit und ermöglicht so eine kontinuierliche Überwachung der Zustände in der Anlage. Überschreitet ein Parameter definierte Grenzwerte (z. B. eine Temperaturerhöhung im Serverraum oder ein Druckabfall in der Hydrantenleitung), warnt das System automatisch das Personal. Diese Kombination aus digitalem Zwilling und IoT schafft eine wirklich intelligente Infrastruktur – das Gebäude „meldet“ praktisch selbst, wann und wo Eingriffe nötig sind.
Die Einführung von SIM‑ON veränderte zudem die Dokumentation und Berichterstattung. Statt Inspektionsberichte manuell auszufüllen, können Techniker vor Ort nun Notizen und Fotos direkt in das System eintragen, mit Tablets oder Smartphones. Der mobile Zugriff auf die Plattform bedeutet, dass das Feldpersonal stets alle notwendigen Informationen zur Hand hat – es kann am Bildschirm nachsehen, welches zu reparierende Element „hinter der Wand“ daneben liegt, die Installationspläne in der Nähe einsehen und die Aufgabe dann als erledigt markieren. Die Leitung erhält eine Live‑Übersicht über den Arbeitsfortschritt und den technischen Zustand der Anlage, was die Entscheidungsfindung deutlich verbessert.
STAGES – Unterstützung für Sanierung und Neubau
Parallel zu SIM‑ON wurde SIMLAB STAGES für den Einsatz in Investitions‑, Modernisierungs‑ und Bauprojekten implementiert. Während SIM‑ON sich auf die Betriebsphase konzentriert, unterstützt STAGES die früheren Phasen des Gebäudelebenszyklus – von der Planung und Konstruktion über den Bau bis zur Übergabe. Die Integration beider Werkzeuge ermöglicht es JR, den gesamten Prozess „vom Projekt bis zum Betrieb“ als kontinuierlichen digitalen Workflow zu überwachen.
Im Pilotprojekt wurde STAGES genutzt, um Sanierungsarbeiten am Bahnhof Mojikō zu dokumentieren und zu überwachen. Der digitale Zwilling des Bahnhofs diente als Basis, um den aktuellen Zustand des Gebäudes mit zukünftigen Sanierungsplänen zu vergleichen. Die Plattform ermöglicht es, BIM‑Daten aus dem Projekt – digitale Pläne oder Entwurfsmodelle – auf den aktuellen Zustand des Bahnhofs zu legen. Dadurch können Teams den Baufortschritt im Kontext des 3D‑Raums visualisieren. Entscheidet sich JR beispielsweise, die Innenräume oder technische Anlagen des Bahnhofs zu modernisieren, unterstützt STAGES die Erstellung eines virtuellen Baubuchs: Nachfolgende 3D‑Scans während der Arbeiten zeigen jede Bauphase. Projektmanager können so aus der Ferne überprüfen, ob die Arbeiten nach Plan und gemäß der Ausführung verlaufen – ohne ständig vor Ort sein zu müssen.
Dieser Ansatz wurde bereits in anderen Nohara‑Projekten in Japan erprobt. So wurden während der Modernisierung eines großen Krankenhauses in Tokio monatlich 3D‑Scans erstellt, und die STAGES‑Plattform ermöglichte deren Überlagerung mit dem BIM‑Modell und anderen technischen Daten. Dadurch konnte die Krankenhausleitung kritische Bereiche vor, während und nach der Sanierung ohne physische Besuche überwachen. Zudem diente STAGES als Informationsarchiv für eingebaute Anlagen – Matterport‑Kameras dokumentierten die Verlegung von Kabeln, Rohren und anderen Elementen, bevor sie von Wänden oder Decken verdeckt wurden, und schufen so eine wertvolle Referenz für den späteren Betrieb.
JR plant, STAGES in ähnlicher Weise auf eigenen Projekten einzusetzen: Jede Bauphase oder Sanierung wird in 3D dokumentiert, was die Überprüfung verdeckter Arbeiten (z. B. Bewehrung oder Installationen vor Betonierungen) ermöglicht und für alle Abteilungen – von Auftragnehmern und Bauleitern bis hin zu Wartungsteams – volle Transparenz gewährleistet.
Die STAGES‑Plattform bietet zudem Werkzeuge für Koordination und Kommunikation während der Projektabwicklung. Alle Probleme, Fragen und Änderungen können räumlich im Modell verortet werden (z. B. ein Ingenieur hängt eine Notiz an eine bestimmte Stelle im digitalen Zwilling). Dies hilft, viele Missverständnisse zu vermeiden – statt Dutzender E‑Mails oder Zeichnungen haben Planungs‑ und Bauteams ein gemeinsames Bild der Situation. Dank STAGES werden regelmäßige Inspektionen, Abnahmen und Reaktionen auf Baustellenereignisse effizienter, weil alle Beteiligten auf dieselbe, aktuelle Wahrheitsquelle schauen.
Umsetzungsergebnisse – Zeitersparnis, bessere Information und einfachere Kommunikation
Nach mehreren Monaten des Pilotprojekts am Bahnhof Mojikō zeigten sich zahlreiche messbare Verbesserungen durch die Nutzung der SIMLAB‑Plattform. Analysen der Wartungsprozesse und Systemnutzungsberichte ergaben, dass die Zeit für viele Aufgaben deutlich reduziert wurde. So dauerte die Erstellung eines vollständigen Störungsberichts (von der Meldung über die Inspektion bis zur endgültigen Dokumentation) früher bis zu 12 Stunden – heute sind es etwa 6 Stunden. Das entspricht einer Zeitersparnis von fast 50%, die durch die Eliminierung von Verzögerungen und überflüssigen Schritten dank des Zugriffs auf den digitalen Zwilling erreicht wurde. Bei einer so großen Organisation wie JR bedeutet eine Prozessverkürzung um 40% oder mehr konkrete Einsparungen bei Kosten und Personalressourcen.
Auch das Informationsmanagement verbesserte sich deutlich. Früher waren technische Dokumentationen, Inspektionsprotokolle, Installationspläne und Geräteverzeichnisse auf verschiedene Abteilungen und Systeme verteilt – teilweise nur auf Papier, teilweise in Dateien auf einzelnen Computern, und ein großer Teil des Betriebswissens lag nur im Kopf erfahrener Mitarbeiter.
Nach der Einführung von SIM‑ON wurden alle Daten digitalisiert und an spezifische Elemente des 3D‑Modells gekoppelt. JR‑Mitarbeiter stellten fest, dass das Auffinden der richtigen Informationen nun Minuten statt Stunden dauert – die Suchfunktion des Systems filtert schnell die relevanten Ressourcen, und die intuitive 3D‑Navigation ermöglicht es, durch das Bahnhofsmodell zu „gehen“ und die zugehörigen Dokumente abzurufen. Dadurch wurde das Risiko, wichtige Daten bei Entscheidungen zu übersehen, deutlich reduziert.
Darüber hinaus fungiert die digitale Asset‑Datenbank als automatisches „as‑built“‑Set: Wenn ein Auftragnehmer ein Bauprojekt abschließt, muss er nicht mehr separate Bände an „as‑built“‑Dokumentation für die Betriebsabteilung zusammenstellen – alle Informationen zu eingebauten Elementen sind bereits im System und werden nahtlos an den Betrieb übergeben. Dies entlastet sowohl die Investitionsabteilung (die traditionell Wochen mit der Zusammenstellung der Übergabedokumente verbrachte) als auch die Wartung (die nun einen konsistenten, strukturierten Datensatz statt Stapel von Ordner erhält).
Auch die Kommunikation zwischen Abteilungen wurde einfacher und effizienter. Im traditionellen Modell verschlang die Koordination zwischen Planungsbüro, Wartungsteams und Baustellenpersonal viel Zeit – es erforderte Besprechungen, Vor‑Ort‑Besuche und viele Genehmigungsrunden, oft mit wiederholten Informationen. Nun nutzen alle Parteien ein gemeinsames, geteiltes Werkzeug, was die Zahl an Missverständnissen und Verzögerungen reduziert hat. Tritt ein technisches Problem auf, kann ein Feldarbeiter Ort und Beschreibung sofort im System teilen, und ein Manager sieht dies sofort auf seinem Bildschirm – es ist nicht mehr nötig, Informationen mehrfach „die Hierarchie hinunter“ zu geben.
Interne JR‑Prozessanalysen zeigten, dass sogenannte „nicht produktive Arbeiten“ (wie manuelle Erstellung von Berichten, Sammeln von Informationen aus verschiedenen Quellen oder interne Koordination) früher bis zu 50% der Arbeitszeit der Mitarbeiter beanspruchten. Dank der SIMLAB‑Plattform ist dieser Anteil deutlich gesunken – viele Berichte werden heute teilautomatisch generiert, die Daten sind leicht verfügbar, und viele Abstimmungen wurden durch eine gemeinsame Echtzeit‑Ansicht in der Cloud ersetzt.
Besonders hervorzuheben ist auch die Verbesserung von Qualität und Sicherheit. Das digitale Archiv erleichtert die Erfüllung formeller und auditierter Anforderungen – alle Inspektionen, Reparaturen und Änderungen werden in einem System sorgfältig dokumentiert, was die volle Nachvollziehbarkeit der Aktivitäten sicherstellt. Gleichzeitig hilft die 3D‑Visualisierung bei der Einarbeitung neuer Mitarbeiter (komplexe Installationslayouts sind im Modell leichter verständlich als auf einem Schema) und bei der Planung von Notfallszenarien – Sicherheitsteams können verschiedene Situationen (z. B. Evakuierung oder Einsatz von Feuerlöschgeräten) am digitalen Zwilling simulieren und bei echten Gefahren schneller reagieren.
Zusammenfassend hat sich die SIMLAB‑Plattform als Game‑Changer für die Pilotanlage von JR erwiesen. Zeitersparnis, besseres Informationsmanagement und verbesserte Kommunikation haben sich in effizienteren und professionelleren Bahnhofsoperationen niedergeschlagen. Für Infrastrukturmanager ist nun klar, dass digitale Zwillinge kein Gimmick sind, sondern ein praktisches Werkzeug, das alltägliche Wartungsherausforderungen adressiert.