Po co używać cyfrowych bliźniaków w budownictwie

Wszystko, co nas otacza, staje się cyfrowe. Zaawansowane technologie, takie jak sztuczna inteligencja i Internet przedmiotów (IoT), stają się coraz ważniejszymi elementami każdej branży, dzięki czemu procesy są szybsze i bardziej wydajne pod względem kosztów, czasu i identyfikowalności. Przejście na technologię cyfrową pozwala każdej branży osiągnąć więcej dzięki mniejszym nakładom; przynajmniej taka jest optymalizacja poszukiwana przez najnowsze osiągnięcia w dziedzinie mocy obliczeniowej i inteligentnych algorytmów, wraz z rozwojem technologicznym czujników, miniaturyzacją, robotyką i dronami, pomagają nawet branży budowlanej zdać sobie sprawę, jak mogą łączyć się cyfrowe i fizyczne światy do budowy tańszych, bardziej ekologicznych i bezpieczniejszych budynków w krótszym czasie.

Przykładem tego jest to, jak drony pozwalają na wykonanie dużej ilości zdjęć w krótkim czasie, co ułatwia planowanie zadania. Ale nie tylko to, ponieważ w zależności od czujnika, jakim dysponuje dron, można jednocześnie uzyskać dane, za pomocą których można modelować właściwości fizyczne, które dają większą wartość dodaną prostej fotogrametrii płynów. Ta koncepcja, która naprawdę zmienia oblicze branży AEC, to koncepcja „Cyfrowych bliźniaków” i ostatnie przykłady rozszerzonej rzeczywistości Hololens2 dowodzą, że wiele z tego będziemy mieli poza branżą rozrywkową.

Według niedawnego raportu Gartnera, trend „Digital Twin” zbliża się do „Peak Expectation”. Co jeszcze? Oczekuje się, że w ciągu 5 do 10 lat trend osiągnie „płaskowyż produktywności”.

Czym jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak odnosi się do wirtualnego modelu procesu, produktu lub usługi. Cyfrowy bliźniak jest łącznikiem między obiektem rzeczywistym a jego cyfrową reprezentacją, który stale korzysta z danych czujnika. Wszystkie dane pochodzą z czujników znajdujących się w obiekcie fizycznym. Cyfrowa reprezentacja jest następnie wykorzystywana do wizualizacji, modelowania, analizy, symulacji i dodatkowego planowania.

W przeciwieństwie do modelowania BIM, cyfrowy bliźniak niekoniecznie służy obiektowi z reprezentacją przestrzenną. Na przykład proces transakcyjny, akta osoby lub zestaw relacji między interesariuszami a jednostkami administracyjnymi.

Oczywiście najbardziej atrakcyjny jest cyfrowy bliźniak infrastruktury, przynajmniej w dziedzinie geoinżynierii. Tworząc cyfrowego bliźniaka budynku, właściciele i operatorzy budynków mogą zapobiegać wielu problemom występującym w budynku, przyjmować strategie budowlane, a tym samym tworzyć bezpieczniejsze budynki. Na przykład możesz stworzyć cyfrowy bliźniak budynku i sprawdzić, jak zareaguje na duże trzęsienie ziemi. W zależności od wyniku możesz wprowadzić niezbędne zmiany w budynku, zanim nadejdzie nieszczęście i sytuacja wymknie się spod kontroli. W ten sposób cyfrowy bliźniak budynku może ratować życie.

Cyfrowe bliźniaki umożliwiają projektantowi budowlanemu dostęp do wszystkich informacji związanych z budynkiem w czasie rzeczywistym, związanych z dokumentacją życiową, która obejmuje koncepcję, projekt, budowę, utrzymanie i eksploatację składnika. Zapewnia natychmiastowy dostęp do wszystkich informacji o placu budowy. Pomaga budowniczym zawsze być pewnym nawet najdrobniejszych rzeczy, takich jak wymagane pomiary wiązki.

Jak niedawno podzielił się Mark Enzer, CTO, MottMacDonald w budynku SMARTIn Summit 2019, omawiając częstotliwość odświeżania cyfrowych bliźniaków; „Nie chodzi o czas rzeczywisty, chodzi o właściwy czas”.

Zalety stosowania bliźniąt cyfrowych w budownictwie.

Prawidłowe wykorzystanie technologii zawsze usprawnia procesy. Na przykład, bliźniaki cyfrowe, pozwalając symulacjom na przenoszenie szkód spowodowanych klęskami żywiołowymi i katastrofami spowodowanymi przez człowieka. Mogą pomóc obywatelom prowadzić bezpieczniejsze życie. Na przykład, w przypadku infrastruktury, w której ma być duży ruch, dzięki zastosowaniu oprogramowania do symulacji pieszych, możemy przewidzieć, kiedy i gdzie będzie więcej zatorów. Wprowadzając niezbędne zmiany w cyfrowym modelu infrastruktury, możliwe jest osiągnięcie większego bezpieczeństwa, wydajności i niższych kosztów operacyjnych przy budowie i utrzymaniu aktywów.

Zalety korzystania z cyfrowych bliźniąt w budownictwie są liczne. Niektóre z nich są opisane poniżej:

Ciągłe monitorowanie postępu budowy.

Monitorowanie placu budowy w czasie rzeczywistym za pomocą cyfrowego urządzenia bliźniaczego potwierdza, że ​​ukończone prace są zgodne z planami i specyfikacjami. W przypadku cyfrowych bliźniąt możliwe jest śledzenie zmian w modelu w miarę jego budowania, codziennie i co godzinę, aw przypadku jakichkolwiek odchyleń można natychmiast podjąć działania. Ponadto stan betonu, pęknięcia w kolumnach lub jakiekolwiek przemieszczenie materiału na placu budowy można łatwo zweryfikować w cyfrowym bliźniaku. Takie odkrycia prowadzą do dodatkowych inspekcji, a problemy są wykrywane szybciej, co prowadzi do bardziej skutecznych rozwiązań.

Optymalne wykorzystanie zasobów.

Cyfrowe bliźniaki prowadzą nawet do lepszej alokacji zasobów i pomagają firmom uniknąć utraty produktywnego czasu na ruchy i obchodzenie się z niepotrzebnymi materiałami. Dzięki tej technologii można uniknąć nadmiernej alokacji i łatwiej jest dynamicznie przewidywać wymagania dotyczące zasobów na stronie.
Nawet użycie sprzętu może być śledzone, a niewykorzystane można zwolnić do innych zadań. Oszczędza to czas i pieniądze.

Monitorowanie bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo jest dużym problemem na budowach. Cyfrowe bliźniaki, pozwalając firmom na śledzenie ludzi i niebezpiecznych miejsc na placu budowy, pomagają unikać niebezpiecznych materiałów i działań w obszarach niebezpiecznych. Na podstawie informacji w czasie rzeczywistym można opracować system wczesnego powiadamiania, który pozwala kierownikowi budowy wiedzieć, kiedy pracownik terenowy znajduje się w niebezpiecznym regionie. Powiadomienie można również wysłać do przenośnego urządzenia pracownika, aby zapobiec wystąpieniu zagrożenia.

Zalety stosowania cyfrowej technologii bliźniaczej w budownictwie są liczne. Stare nawyki są trudne, ale aby osiągnąć większą wydajność w budownictwie, konieczne jest przejście na cyfrowy. Wykorzystanie cyfrowej technologii bliźniaczej może przynieść ogromne innowacje w rozwoju infrastruktury oraz zapewnić jakość i wydajność na nowy poziom. Przemysł musi się przygotować i dostosować do zmieniającego się środowiska cyfrowego!

Przykład tego

W zeszłym roku mieliśmy okazję przeprowadzić wywiad z kolegami z Brazylii w Londynie. Korzystając z cyfrowego bliźniaka, brazylijskiego lotniska Governador José Richa (SBLO), czwarte co do wielkości lotnisko w południowej Brazylii, jest w stanie lepiej zarządzać danymi portu lotniczego i osiągać większą wydajność w swoich operacjach.
Czując potrzebę lepszej organizacji danych lotniskowych, operator lotniska SBLO, Infraero, postanowił stworzyć cyfrowe urządzenie bliźniacze, które działałoby jako siatka rzeczywistości i centralne repozytorium dla wszystkich danych lotniskowych, w tym infrastruktury, budynków, systemów budowlanych , urządzenia i mapy oraz dane zarządzania.

BIM i GIS wraz z aplikacjami Bentleya zostały wykorzystane do modelowania istniejących obiektów 20, które obejmują ponad metr kwadratowy powierzchni lotniska 920,000. Modelowali także pas startowy i lądowania, dwa stocznie lotnicze i system dróg kołowania oraz drogi dojazdowe. Zespół projektowy stworzył następnie parametryczną bazę danych, aby wspomóc planowanie i usprawnić zarządzanie projektami.
Zespół projektu stworzył cyfrowe bliźniacze lotnisko, które obejmuje ekran rzeczywistości lotniska i centralne repozytorium wszystkich danych lotniskowych. Centralne repozytorium pomaga użytkownikom dokładnie zidentyfikować lokalizację systemów w infrastrukturze lotniska, usprawniając zarządzanie przedsiębiorstwem dzięki bezpiecznym i wydajnym operacjom. Cyfrowy bliźniak usprawni także wszystkie przyszłe wewnętrzne projekty infrastruktury lotniska, a także procesy planowania i zarządzania. Z pomocą cyfrowego bliźniaka Infraero może obniżyć koszty konserwacji i osiągnąć lepszą obsługę lotniska w SBLO. Zespół projektowy spodziewa się zaoszczędzić więcej niż BRL 559,000 rocznie dzięki swojemu cyfrowemu bliźniakowi. Organizacja spodziewa się również wzrostu rentowności.

Użyte oprogramowanie

ProjectWise został użyty do stworzenia platformy integracji lotnisk, która służyła jako połączone środowisko danych projektu. Możliwość importu chmury punktów MicroStation umożliwiła zespołowi stworzenie siatki rzeczywistości wszystkich obiektów lotniskowych za pomocą chmur punktów. OpenBuildings Designer (dawniej AECOsim Building Designer) pomógł zaprojektować i zorganizować biblioteki obiektów lotniskowych, a także modelować terminal pasażerski, terminal cargo, remizę strażacką i inne istniejące budynki. Zespół wykorzystał OpenRoads do stworzenia projektu geometrycznego i mapy powierzchni systemu pasa startowego dla dróg startowych, dróg kołowania i dróg serwisowych.