工程创新

为什么在建筑中使用数字双胞胎

我们周围的一切都变得数字化了。 人工智能和物联网(IoT)等先进技术正日益成为每个行业的重要组成部分,使得流程在成本,时间和可追溯性方面更快,更高效。 走向数字化让每个行业都能以更少的成果实现更多目标; 至少这是计算能力和智能算法的最新进展所寻求的优化,以及传感器,小型化,机器人和无人机的技术发展,甚至帮助建筑行业实现它们如何组合数字和物理世界在更短的时间内建造更便宜,更环保,更安全的建筑。

这方面的一个例子是无人机如何允许在短时间内捕获大量照片,这有助于规划任务。 但不仅如此,由于取决于无人机拥有的传感器,可以同时获得数据,通过这些数据可以对物理特性进行建模,从而为简单的流体摄影测量提供更大的附加值。 这个真正改变 AEC 行业面貌的概念是“数字孪生”的概念,最近 Hololens2 增强现实的例子表明,我们将在娱乐行业之外拥有很多这样的东西。

根据 Gartner 最近的一份报告,“数字孪生”趋势正在接近“峰值预期”。 还有什么? 预计在 5 到 10 年内,这一趋势将达到“生产力高原”。

Gartner为新兴技术2018炒作周期

什么是数字双胞胎?

数字双胞胎是指过程,产品或服务的虚拟模型。 数字双胞胎是现实世界对象与其持续使用传感器数据的数字表示之间的链接。 所有数据都来自物理对象中的传感器。 然后将数字表示用于可视化,建模,分析,模拟和附加计划。

与BIM建模不同,数字孪生不一定为具有空间表示的对象服务。 例如,事务处理过程,单个文件或利益相关者与管理部门之间的一组关系。

当然,至少在地理工程领域,基础设施的数字孪生是最有吸引力的。 通过创建建筑物的数字双胞胎,建筑物的所有者和运营商可以防止建筑物内发生的各种问题,采用建筑策略并因此拥有更安全的建筑物。 例如,您可以创建建筑物的数字孪生,并检查其对大地震的反应。 根据结果​​,您可以对建筑物进行必要的更改,以免发生灾难或事情失控。 这就是建筑物的数字孪生可以挽救生命的方式。

图片提供:buildingSMARTIn Summit 2019

数字双胞胎允许建筑设计师实时获得与建筑物相关的所有信息,与生命文件相关联,包括资产的概念,设计,构造,维护和操作。 它可以即时访问有关施工现场的所有信息。 它可以帮助建筑商始终确保最微小的东西,例如梁的所需尺寸。

正如 MottMacDonald 首席技术官 Mark Enzer 最近在 SMARTIn 峰会 2019 大楼上分享的,在讨论数字孪生的刷新率时; “这不是关于实时,而是关于正确的时间。”

在建筑中使用数字双胞胎的优点。

正确使用技术总能使流程更加高效。 例如,数字双胞胎,允许模拟有可能承受自然灾害和人为灾害造成的损害。 他们可以帮助公民过上更安全的生活。 例如,对于应该有大量流量的基础设施,通过使用行人模拟软件,我们可以预测何时何地会出现更多拥堵。 通过在基础设施的数字模型中引入必要的变化,可以在资产的构建和维护中实现更高的安全性,效率和更低的运营成本。

在建筑中使用数字双胞胎的优点很多。 其中一些详述如下:

持续监控施工进度。

通过数字双胞胎对施工现场进行实时监控,验证完成的工作是否符合计划和规范。 随着数字双胞胎,可以跟踪每日和每小时建立了一个模式的转变,并在任何偏差的情况下,可以立即采取行动。 此外,混凝土的状况,立柱的裂缝或施工现场的任何材料位移都可以在数字双胞胎中轻松验证。 这些发现导致额外的检查,并且可以更快地检测到问题,从而产生更有效的解决方案。

资源的最佳利用。

数字双胞胎甚至可以更好地分配资源,帮助公司避免在运动和处理不必要的材料时浪费生产时间。 通过使用该技术,可以避免过度分配,并且更容易动态预测站点上的资源需求。
甚至可以跟踪设备的使用,并且可以释放未使用的设备用于其他工作。 这节省了时间和金钱。

安全监控

安全是建筑工地的一大难题。 数字双胞胎允许公司跟踪施工现场的人员和危险场所,有助于避免在危险区域使用不安全的材料和活动。 基于实时信息,可以开发早期通知系统,其允许施工经理知道现场工作人员何时位于不安全区域。 还可以向工作人员的便携式设备发送通知,以防止发生危险。


在建筑中使用数字双胞胎技术的优点很多。 旧习惯很难,但为了提高建筑效率,有必要走向数字化。 数字双胞胎技术的使用可以为基础设施的发展带来巨大的创新,并将质量和效率提升到新的高度。 行业必须准备和适应不断变化的数字环境!

一个例子

去年,我们有幸在伦敦采访了巴西同事。 通过使用数字孪生飞机,即巴西南部的第四大机场,巴西的若瑟·里查·里贾加州长(SBLO)机场,可以更好地管理机场数据并提高运营效率。
感情是需要更好地组织数据的机场,机场运营SBLO,INFRAERO决定创建作为现实的一个网格,所有机场数据的中央存储库,包括基础设施,建筑物,建筑系统数字双,设施和地图以及管理数据。

BIM和GIS以及Bentley应用程序被用于模拟现有的20设施,其覆盖超过920,000平方米的机场表面。 他们还模拟了一个起飞和降落跑道,两个航空码和滑行道系统以及通道。 然后,项目团队创建了一个参数数据库,以支持规划和改进项目管理。
项目团队创建了机场数字双胞胎,包括机场现实屏幕和所有机场数据的中央存储库。 中央存储库可帮助用户准确识别机场基础设施内系统的位置,通过安全高效的操作改善业务管理。 数字双胞胎还将简化所有未来的内部机场基础设施项目,以及规划和管理流程。 在数字双胞胎的帮助下,Infraero可以降低维护成本并在SBLO实现更好的机场运营。 项目团队希望通过其数字双胞胎每年节省超过BRL 559,000。 该组织还预计其盈利能力将会提高。

使用的软件

ProjectWise用于创建机场集成平台,该平台充当项目的连接数据环境。 MicroStation点云的导入功能允许团队使用点云创建所有机场设施的真实网格。 OpenBuildings设计师(原AECOsim建筑设计师),帮助设计和组织库,机场设施和客运站,货运站,消防站等现有建筑进行建模。 该团队使用OpenRoads为跑道,滑行道和服务道路创建跑道系统的几何项目和表面地图。

高尔基阿尔瓦雷斯

作家、研究员、土地管理模型专家。 他参与了模型的概念化和实施,例如:洪都拉斯国家财产管理系统 SINAP、洪都拉斯联合市政管理模型、地籍管理综合模型 - 尼加拉瓜登记处、哥伦比亚领土 SAT 管理系统. 自 2007 年以来,Geofumadas 知识博客的编辑和 AulaGEO 学院的创建者,其中包括 100 多门关于 GIS - CAD - BIM - 数字孪生主题的课程。

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