Защо да използваме цифрови близнаци в строителството

Всичко, което ни заобикаля, става цифрово. Съвременните технологии като изкуствен интелект и Интернет на нещата (IoT) все повече се превръщат във важни части на всяка индустрия, като правят процесите по-бързи и по-ефективни по отношение на разходите, времето и проследимостта. Да станем дигитални позволява на всяка индустрия да постигне повече с по-малко; най-малкото това е оптимизацията, търсена от най-новите постижения в изчислителната мощност и интелигентните алгоритми, заедно с технологичното развитие в сензорите, миниатюризацията, роботиката и дроните, които помагат дори на строителната индустрия да осъзнае как те могат да съчетаят дигиталните и физическите светове да построят по-евтини, по-зелени и по-безопасни сгради за по-малко време.

Пример за това е как дронове позволяват заснемането на голям брой снимки за кратък период от време, което улеснява задачата за планиране. Но не само това, тъй като в зависимост от сензора, който има дронът, могат да бъдат получени едновременно данни, с които могат да се моделират физически характеристики, които дават по-голяма добавена стойност на простата флуидна фотограметрия. Тази концепция, която наистина променя лицето на AEC индустрията, е тази на „цифровите близнаци“ и скорошни примери за Hololens2 доказателство за разширена реалност, че ще имаме голяма част от това извън развлекателната индустрия.

Според скорошен доклад на Gartner, тенденцията „цифров близнак“ се доближава до „пикова очакване“. Какво друго? В рамките на 5 до 10 години се очаква тенденцията да достигне „платото на производителността“.

Какво е цифров близнак?

Цифровият близнак се отнася до виртуален модел на процес, продукт или услуга. Цифровият близнак е връзка между обект от реалния свят и неговото цифрово представяне, което непрекъснато използва данни от сензори. Всички данни идват от сензорите, разположени във физически обект. Цифровото представяне след това се използва за визуализация, моделиране, анализ, симулация и допълнително планиране.

За разлика от BIM моделирането, цифровият близнак не обслужва непременно обект с пространствено представяне. Например транзакционен процес, файл на лице или набор от взаимоотношения между заинтересовани страни и административни единици.

Разбира се, цифровият близнак на инфраструктурите е най-атрактивен, поне в областта на геоинженерството. Чрез създаването на цифров близнак на сградата собствениците на сгради и операторите могат да предотвратят различните проблеми, възникващи в сградата, да приемат строителни стратегии и следователно да имат по-безопасни сгради. Например можете да създадете цифров близнак на сграда и да проверите как ще реагира на голямо земетресение. В зависимост от резултата можете да направите необходимите промени в сградата, преди бедствието да настъпи и нещата да излязат извън контрол. Ето как цифровият близнак на сградата може да спаси животи.

Цифровите близнаци позволяват на строителния дизайнер да разполага с цялата информация, свързана със сградата, в реално време, свързана с досие за живот, което включва концепция, проектиране, изграждане, поддръжка и експлоатация на актива. Той осигурява незабавен достъп до цялата информация за строителната площадка. Той помага на строителите винаги да са сигурни в най-малките неща, като необходимите мерки на гредата.

Както наскоро сподели Марк Ензер, технически директор, MottMacDonald в сградата на SMARTIn Summit 2019, когато се обсъжда честотата на опресняване на цифровите близнаци; „Не става дума за реално време, а за точното време.“

Предимства на използването на цифрови близнаци в строителството.

Правилното използване на технологиите винаги прави процесите по-ефективни. Например цифровите близнаци, като позволяват на симулациите да имат потенциала да носят щетите, причинени от природни и причинени от човека бедствия. Те могат да помогнат на гражданите да водят по-безопасен живот. Например, в случая на инфраструктури, където се очаква да има голям трафик, чрез използване на софтуер за симулация на пешеходци, можем да предвидим кога и къде ще има повече задръствания. С въвеждането на необходимите промени в цифровия модел на инфраструктурата е възможно да се постигне по-голяма сигурност, ефективност и по-ниски оперативни разходи при изграждането и поддръжката на актива.

Предимствата от използването на цифрови близнаци в строителството са много. Някои от тях са описани по-долу:

Непрекъснато наблюдение на напредъка на строителството.

Мониторингът в реално време на строителна площадка с помощта на цифров двойник потвърждава, че завършената работа е в съответствие с плановете и спецификациите. С цифровите близнаци е възможно да се проследяват промените в модела, тъй като той е изграден, ежедневно и почасово, и в случай на някакво отклонение, могат да бъдат предприети незабавни действия. В допълнение, състоянието на бетона, пукнатините в колоните или всяко изместване на материала на строителната площадка могат лесно да бъдат проверени в цифров близнак. Такива открития водят до допълнителни проверки и проблемите се откриват по-бързо, което води до по-ефективни решения.

Оптимално използване на ресурсите.

Цифровите близнаци дори водят до по-добро разпределение на ресурсите и помагат на компаниите да избягват загубата на продуктивно време в движенията и обработката на ненужни материали. С използването на тази технология може да се избегне прекомерното разпределение и е по-лесно да се предвиди динамично ресурсните изисквания на сайта.
Дори използването на оборудването може да бъде проследено и неизползваните могат да бъдат освободени за други задачи. Това спестява време и пари.

Мониторинг на сигурността

Безопасността е голям проблем на строителните обекти. Цифровите близнаци, като позволяват на компаниите да проследяват хора и опасни места на строителна площадка, помагат да се избегне използването на опасни материали и дейности в опасни зони. Въз основа на информация в реално време може да бъде разработена система за ранно оповестяване, която позволява на ръководителя на строителството да знае кога работникът на място е разположен в опасен регион. Също така може да бъде изпратено уведомление до преносимото устройство на работника, за да се предотврати възникването на опасност.

Предимствата от използването на цифрова двойна технология в строителството са многобройни. Старите навици са трудни, но за да се постигне по-голяма ефективност в строителството, е необходимо да се отиде дигитално. Използването на цифрова двойна технология може да донесе огромни иновации в развитието на инфраструктурата и да доведе до нови висоти на качеството и ефективността. Индустрията трябва да се подготви и да се адаптира към променящата се цифрова среда!

Пример за това

Имахме възможност да интервюираме бразилски колеги миналата година в Лондон. Чрез използването на цифров близнак, бразилското летище Governador José Richa (SBLO), четвъртото по големина летище в Южна Бразилия е по-способно да управлява летищни данни и да постига по-голяма ефективност в своята дейност.
Чувствайки необходимостта от по-добро организиране на летищните данни, летищният оператор SBLO, Infraero, реши да създаде дигитален близнак, който да действа като реална мрежа и централно хранилище за всички данни за летищата, включително инфраструктура, сгради, системи за сгради съоръжения, карти и данни за управлението.

BIM и GIS заедно с приложенията на Bentley бяха използвани за моделиране на съществуващи съоръжения 20, които покриват повече от 920,000 квадратни метра повърхност на летището. Те също така моделираха писта за излитане и кацане, две авиационни дворове и система за рулиране и пътища за достъп. След това екипът на проекта създаде база данни с параметри, която да подпомага планирането и подобряването на управлението на проекта.
Екипът на проекта създаде дигитален близнак на летището, който включва екран за реалност на летището и централно хранилище за всички данни за летищата. Централното хранилище помага на потребителите да идентифицират точно местоположението на системите в инфраструктурата на летището, като подобряват управлението на бизнеса с безопасни и ефективни операции. Цифровият близнак ще рационализира всички бъдещи вътрешни инфраструктурни проекти на летищата, както и процесите на планиране и управление. С помощта на цифровия близнак, Infraero може да намали разходите за поддръжка и да постигне по-добра работа на летището в SBLO. Екипът на проекта очаква да спести повече от BRL 559,000 годишно с цифровия си близнак. Организацията също очаква да види повишаване на своята рентабилност.

Използван софтуер

ProjectWise е използван за създаване на платформа за интеграция на летището, която служи като свързана среда за данни на проекта. Възможността за импортиране на облак от точки на MicroStation позволи на екипа да създаде реална мрежа от всички летищни съоръжения, използвайки точкови облаци. Дизайнер на OpenBuildings (бивш AECOsim Building Designer) помогна за проектирането и организирането на библиотеки на летищните съоръжения, както и за моделиране на пътническия терминал, товарния терминал, пожарната станция и други съществуващи сгради. Екипът използва OpenRoads, за да създаде геометричен проект и карта на повърхността на пистата за писти, пътеки за рулиране и обслужващи пътища.