Γιατί να χρησιμοποιήσετε ψηφιακά δίδυμα στην κατασκευή
Όλα όσα μας περιβάλλουν γίνονται ψηφιακά. Οι προηγμένες τεχνολογίες, όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) γίνονται όλο και πιο σημαντικά μέρη του κάθε κλάδου, καθιστώντας τις διαδικασίες πιο γρήγορα και πιο αποδοτικά από πλευράς κόστους, χρόνου και ιχνηλασιμότητα. Η ψηφιακή μετάβαση επιτρέπει σε κάθε κλάδο να επιτύχει περισσότερα με λιγότερα. τουλάχιστον αυτό δείχνει η βελτιστοποίηση ψάχνει για τις τελευταίες εξελίξεις στην υπολογιστική ισχύ και ευφυείς αλγορίθμους, σε συνδυασμό με τις τεχνολογικές εξελίξεις σε αισθητήρες, σμίκρυνση, ρομποτική και μη επανδρωμένα αεροσκάφη, που βοηθούν ακόμα και την κατασκευαστική βιομηχανία να συνειδητοποιήσει πώς μπορούν να συνδυάσουν η ψηφιακή και φυσική για να χτίσει φθηνότερο, πιο πράσινη και πιο ασφαλή κτίρια σε λιγότερο χρόνο κόσμους.
Ένα παράδειγμα αυτού είναι το πώς τα drones επιτρέπουν τη λήψη μεγάλου αριθμού φωτογραφιών σε σύντομο χρονικό διάστημα, γεγονός που διευκολύνει την εργασία σχεδιασμού. Αλλά όχι μόνο αυτό, αφού ανάλογα με τον αισθητήρα που διαθέτει το drone, θα μπορούσαν να ληφθούν ταυτόχρονα δεδομένα με τα οποία μπορούν να μοντελοποιηθούν φυσικά χαρακτηριστικά που δίνουν μεγαλύτερη προστιθέμενη αξία στην απλή φωτογραμμετρία ρευστού. Αυτή η ιδέα που αλλάζει πραγματικά το πρόσωπο της βιομηχανίας AEC είναι αυτή των "Digital Twins" και πρόσφατα παραδείγματα επαυξημένης πραγματικότητας Hololens2 αποδεικνύουν ότι θα έχουμε πολλά από αυτά πέρα από τη βιομηχανία της ψυχαγωγίας.
Σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση της Gartner, η τάση «Digital Twin» πλησιάζει το «Peak Expectation». Τι άλλο? Μέσα σε 5 έως 10 χρόνια, η τάση αναμένεται να φτάσει στο «οροπέδιο της παραγωγικότητας».
Τι είναι ένα ψηφιακό δίδυμο;
Ένα ψηφιακό δίδυμο αναφέρεται σε ένα εικονικό μοντέλο μιας διαδικασίας, προϊόντος ή υπηρεσίας. Ένα ψηφιακό δίδυμο είναι ένας σύνδεσμος μεταξύ ενός αντικειμένου πραγματικού κόσμου και της ψηφιακής αναπαράστασης του που χρησιμοποιεί συνεχώς δεδομένα αισθητήρων. Όλα τα δεδομένα προέρχονται από τους αισθητήρες που βρίσκονται σε ένα φυσικό αντικείμενο. Η ψηφιακή αναπαράσταση στη συνέχεια χρησιμοποιείται για οπτικοποίηση, μοντελοποίηση, ανάλυση, προσομοίωση και πρόσθετο σχεδιασμό.
Σε αντίθεση με τη μοντελοποίηση BIM, το ψηφιακό δίδυμο δεν εξυπηρετεί απαραίτητα ένα αντικείμενο με χωρική αναπαράσταση. Για παράδειγμα, μια διαδικασία συναλλαγής, ένα αρχείο ενός ατόμου ή ένα σύνολο σχέσεων μεταξύ ενδιαφερομένων και διοικητικών μονάδων.
Φυσικά, το ψηφιακό δίδυμο των υποδομών είναι το πιο ελκυστικό, τουλάχιστον στον τομέα της γεω-μηχανικής. Δημιουργώντας το ψηφιακό δίδυμο ενός κτιρίου, οι ιδιοκτήτες και οι χειριστές κτιρίων μπορούν να αποτρέψουν τα ποικίλα προβλήματα που προκύπτουν μέσα στο κτίριο, να υιοθετήσουν στρατηγικές κατασκευής και, κατά συνέπεια, να έχουν ασφαλέστερα κτίρια. Για παράδειγμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα ψηφιακό δίδυμο ενός κτιρίου και να ελέγξετε πώς θα αντιδράσει σε έναν μεγάλο σεισμό. Ανάλογα με το αποτέλεσμα, μπορείτε να κάνετε τις απαραίτητες αλλαγές στο κτίριο, προτού η καταστροφή χτυπήσει και τα πράγματα ξεφύγουν. Έτσι, το ψηφιακό δίδυμο ενός κτηρίου μπορεί να σώσει ζωές.
Τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν σε ένα σχεδιαστή κτιρίων να διαθέτει όλες τις πληροφορίες που σχετίζονται με το κτίριο σε πραγματικό χρόνο, που συνδέονται με ένα φάκελο ζωής που περιλαμβάνει τη σύλληψη, το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη συντήρηση και τη λειτουργία του περιουσιακού στοιχείου. Παρέχει άμεση πρόσβαση σε όλες τις πληροφορίες σχετικά με ένα εργοτάξιο. Βοηθά τους κατασκευαστές να είναι πάντα σίγουροι ακόμα και για τα πιο μικρά πράγματα, όπως τα απαιτούμενα μέτρα μιας δέσμης.
Όπως μοιράστηκε πρόσφατα ο Mark Enzer, CTO, MottMacDonald στο κτίριο SMARTin Summit 2019, όταν συζητήθηκε ο ρυθμός ανανέωσης των ψηφιακών διδύμων. «Δεν πρόκειται για πραγματικό χρόνο, είναι για τη σωστή στιγμή».
Πλεονεκτήματα της χρήσης ψηφιακών δίδυμων στην κατασκευή.
Η σωστή χρήση της τεχνολογίας καθιστά τις διαδικασίες πιο αποτελεσματικές. Για παράδειγμα, τα ψηφιακά δίδυμα, επιτρέποντας στις προσομοιώσεις να έχουν τη δυνατότητα να μεταφέρουν τις ζημιές που προκαλούνται από φυσικές και ανθρωπογενείς καταστροφές. Μπορούν να βοηθήσουν τους πολίτες να οδηγήσουν μια ασφαλέστερη ζωή. Για παράδειγμα, στην περίπτωση υποδομών όπου υπάρχει υποκίνηση μεγάλης κυκλοφορίας, μέσω της χρήσης λογισμικού προσομοίωσης πεζών, μπορούμε να προβλέψουμε πότε και πού θα υπάρξει μεγαλύτερη συμφόρηση. Με την εισαγωγή των απαραίτητων αλλαγών στο ψηφιακό μοντέλο της υποδομής, είναι δυνατόν να επιτευχθεί μεγαλύτερη ασφάλεια, αποδοτικότητα και χαμηλότερο λειτουργικό κόστος κατά την κατασκευή και συντήρηση του περιουσιακού στοιχείου.
Τα πλεονεκτήματα της χρήσης ψηφιακών δίδυμων στην κατασκευή είναι πολλά. Μερικά από αυτά περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω:
Συνεχής παρακολούθηση της εξέλιξης της κατασκευής.
Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο ενός εργοταξίου μέσω ενός ψηφιακού δίδυμου φορέα επιβεβαιώνει ότι η ολοκληρωμένη εργασία είναι σύμφωνη με τα σχέδια και τις προδιαγραφές. Με τα ψηφιακά δίδυμα, είναι δυνατή η παρακολούθηση των αλλαγών σε ένα μοντέλο όπως είναι χτισμένο, καθημερινά και ωριαία, και σε περίπτωση οποιασδήποτε απόκλισης, μπορούν να ληφθούν άμεσα μέτρα. Επιπλέον, η κατάσταση του σκυροδέματος, οι ρωγμές στις στήλες ή οποιαδήποτε μετατόπιση του υλικού στο εργοτάξιο μπορεί εύκολα να επαληθευτεί σε ένα ψηφιακό δίδυμο. Τέτοιες ανακαλύψεις οδηγούν σε επιπρόσθετες επιθεωρήσεις και τα προβλήματα εντοπίζονται ταχύτερα, οδηγώντας σε πιο αποτελεσματικές λύσεις.
Βέλτιστη χρήση των πόρων.
Τα ψηφιακά δίδυμα οδηγούν ακόμη σε καλύτερη κατανομή πόρων και βοηθούν τις εταιρείες να αποφεύγουν να χάσουν παραγωγικό χρόνο στις κινήσεις και τον χειρισμό περιττών υλικών. Με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας, μπορεί να αποφευχθεί η υπερβολική κατανομή και είναι επίσης ευκολότερο να προβλέψουμε δυναμικά τις απαιτήσεις των πόρων στον ιστότοπο.
Ακόμα και η χρήση του εξοπλισμού μπορεί να παρακολουθηθεί και τα αχρησιμοποίητα μπορούν να απελευθερωθούν για άλλες εργασίες. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και χρήμα.
Παρακολούθηση ασφαλείας
Η ασφάλεια είναι μια μεγάλη ανησυχία στα εργοτάξια. Τα ψηφιακά δίδυμα, επιτρέποντας στις επιχειρήσεις να εντοπίζουν ανθρώπους και επικίνδυνους χώρους σε εργοτάξια, βοηθούν στην αποφυγή της χρήσης μη ασφαλών υλικών και δραστηριοτήτων σε επικίνδυνες περιοχές. Με βάση πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο, μπορεί να αναπτυχθεί ένα σύστημα έγκαιρης ειδοποίησης που επιτρέπει σε έναν υπεύθυνο κατασκευής να γνωρίζει πότε ένας εργαζόμενος στον τομέα βρίσκεται σε μια περιοχή που δεν είναι ασφαλής. Μια ειδοποίηση μπορεί επίσης να αποσταλεί στη φορητή συσκευή του εργαζομένου για να αποφευχθεί η εμφάνιση ενός κινδύνου.
Τα πλεονεκτήματα της χρήσης ψηφιακής διπλής τεχνολογίας στην κατασκευή είναι πολλά. Οι παλιές συνήθειες είναι δύσκολες, αλλά για να επιτευχθεί μεγαλύτερη απόδοση στην κατασκευή, είναι απαραίτητο να πάμε ψηφιακά. Η χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας διπλού σήματος μπορεί να φέρει τεράστια καινοτομία στην ανάπτυξη των υποδομών και να φέρει την ποιότητα και την αποδοτικότητα σε νέα ύψη. Η βιομηχανία πρέπει να προετοιμαστεί και να προσαρμοστεί στο μεταβαλλόμενο ψηφιακό περιβάλλον!
Ένα παράδειγμα
Είχαμε την ευκαιρία να πάρουμε συνέντευξη από Βραζιλιάνους συναδέλφους πέρυσι, στο Λονδίνο. Χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό δίδυμο, το Αεροδρόμιο Governador José Richa της Βραζιλίας (SBLO), το τέταρτο μεγαλύτερο αεροδρόμιο στη νότια Βραζιλία είναι καλύτερα σε θέση να διαχειρίζεται τα δεδομένα του αεροδρομίου και να επιτυγχάνει μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στις δραστηριότητές του.
Νιώθοντας την ανάγκη να οργανώσετε καλύτερα τα δεδομένα στο αεροδρόμιο, ο φορέας εκμετάλλευσης του αερολιμένα SBLO, Infraero αποφάσισε να δημιουργήσει ένα ψηφιακό δίδυμο που δρουν ως πλέγμα της πραγματικότητας και μια κεντρική αποθήκη για όλα τα δεδομένα προς το αεροδρόμιο, καθώς και οι υποδομές, κτίρια, συστήματα δόμησης , εγκαταστάσεις και χάρτες και δεδομένα διαχείρισης.
Το BIM και το GIS μαζί με τις εφαρμογές Bentley χρησιμοποιήθηκαν για να μοντελοποιήσουν τις υφιστάμενες εγκαταστάσεις 20, οι οποίες καλύπτουν περισσότερο από 920,000 τετραγωνικά μέτρα επιφάνειας αεροδρομίου. Σχεδίασαν επίσης έναν διάδρομο απογείωσης και προσγείωσης, δύο αυλές αεροπορίας και το σύστημα τροχιάς και τους δρόμους πρόσβασης. Στη συνέχεια, η ομάδα του έργου δημιούργησε μια παραμετρική βάση δεδομένων για τη στήριξη του προγραμματισμού και τη βελτίωση της διαχείρισης του έργου.
Η ομάδα του έργου δημιούργησε ένα ψηφιακό δίδυμο του αεροδρομίου που περιλαμβάνει οθόνη πραγματικότητας αεροδρομίου και κεντρικό αποθετήριο για όλα τα δεδομένα αεροδρομίων. Το κεντρικό αποθετήριο βοηθά τους χρήστες να εντοπίζουν με ακρίβεια τη θέση των συστημάτων εντός της υποδομής του αεροδρομίου, βελτιώνοντας τη διαχείριση των επιχειρήσεων με ασφαλή και αποδοτικά δρομολόγια. Το ψηφιακό δίδυμο θα εξομαλύνει επίσης όλα τα μελλοντικά έργα υποδομής εσωτερικών αεροδρομίων, καθώς και τις διαδικασίες σχεδιασμού και διαχείρισης. Με τη βοήθεια του ψηφιακού διδύμου, το Infraero μπορεί να μειώσει το κόστος συντήρησης και να επιτύχει καλύτερη λειτουργία του αεροδρομίου στο SBLO. Η ομάδα του έργου αναμένει να εξοικονομήσει περισσότερα από BRL 559,000 ετησίως με το ψηφιακό δίδυμο. Ο οργανισμός αναμένει επίσης αύξηση της κερδοφορίας του.
Λογισμικό που χρησιμοποιείται
Το ProjectWise χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της πλατφόρμας ολοκλήρωσης των αεροδρομίων, η οποία χρησίμευσε ως συνδεδεμένο περιβάλλον δεδομένων του έργου. Η δυνατότητα εισαγωγής του cloud point MicroStation επέτρεψε στην ομάδα να δημιουργήσει το πλέγμα πραγματικότητας όλων των εγκαταστάσεων των αεροδρομίων χρησιμοποιώντας σύννεφα σημείων. OpenBuildings Designer (πρώην AECOsim Κτίριο Designer) βοήθησε το σχεδιασμό και την οργάνωση των βιβλιοθηκών εγκαταστάσεις του αεροδρομίου και να διαμορφώσει το τερματικό σταθμό επιβατών, τερματικό φορτίου, πυροσβεστικός σταθμός και άλλα υφιστάμενα κτίρια. Η ομάδα χρησιμοποίησε το OpenRoads για τη δημιουργία του γεωμετρικού έργου και του χάρτη επιφανείας του συστήματος διαδρόμου για διαδρόμους, τροχόσπιτες και δρόμους εξυπηρέτησης.
