Digital Twin (cyfrowy bliźniak) to pojęcie ściśle związane z koncepcją Przemysłu 4.0. Oznacza realistyczną, wirtualną, cyfrową replikę rzeczywistego obiektu lub procesu. Wiernie odtworzony, cyfrowy model realnego obiektu pozwala na prowadzenie badań, doświadczeń i symulacji w środowisku cyfrowym. Takie postępowanie znacznie ogranicza wydatki na tego typu prace w realu i zwiększa prawdopodobieństwo uzyskania pożądanych rezultatów w rzeczywistości. Termin Digital Twin jest stosowany na szeroką skalę w przemyśle i medycynie, jednak w tym wpisie ograniczamy się do budownictwa – a ściślej, z racji tego czym zajmujemy się w HydroBIM – do budowli infrastruktury.
Czym jest Digital Twin, jak powstaje i w jaki sposób wykorzystać wirtualny model do optymalizacji eksploatacji rzeczywistej budowli? Staramy się znaleźć odpowiedź na te pytania.
Po co tworzy się Digital Twin w infrastrukturze?
Nowoczesne, cyfrowe technologie informacyjne pozwalają na pozyskiwanie przesyłanie i przetwarzanie ogromnych ilości danych. Budowle infrastruktury są złożone, rozległe i realizują wiele różnorodnych funkcji. Możliwość testowania koncepcji i wariantów w środowisku wirtualnym pozwala wybrać rozwiązanie optymalne, zwiększa szanse sukcesu i pozwala uzyskać wymierne oszczędności.
W HydroBIM budujemy cyfrowy model Portu Gdynia, który ma wspomagać zarządzanie infrastrukturą Portu na wielu płaszczyznach. To jedna z pierwszych tego typu inicjatyw w Polsce.
A jak to wygląda na świecie? Ciekawym przykładem jest cyfrowy bliźniak lotniska Changi w Singapurze.
Jak powstaje Digital Twin?
Pierwszym etapem tworzenia cyfrowego bliźniaka jest określenie celu. Innymi słowy – cyfrowy bliźniak powinien służyć do rozwiązania problemu lub weryfikacji hipotezy. Dlatego nie ma uniwersalnej metody tworzenia modelu Digital Twin. Mamy za to w HydroBIM listę działań, które są konieczne, by taki model powstał.
- Pozyskanie danych – zbieramy dane potrzebne do stworzenia modelu, takie jak projekty, schematy instalacji, specyfikacje techniczne, informacje sprzętowe i materiałowe.
- Modelowanie – tworzymy cyfrowy model 3D używając specjalistycznego oprogramowania BIM.
- Projektowanie współdzielonego środowiska danych CDE – tworzymy architekturę centrum zarządzania informacją.
- Integracja danych – wprowadzamy do modelu BIM informacje z wymaganych źródeł danych, zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych (czujniki, IoT, itp.)
- Weryfikacja i testowanie – sprawdzamy, czy model digital twin jest dokładnym odwzorowaniem rzeczywistego obiektu i czy system zarządzania informacją działa prawidłowo.
- Utrzymanie i aktualizacja – w miarę wprowadzania zmian w rzeczywistej budowli trzeba aktualizować model.
Z założenia model cyfrowy rozwija się równolegle ze swoim realnym odpowiednikiem. Przy planowaniu prac zazwyczaj trudno przewidzieć wszystkie sposoby wykorzystania modelu w przyszłości. Dlatego ważne jest, by zachować możliwie otwartą architekturę dla późniejszych zmian.
Etapy dojrzałości Digital Twin
Na przełomie stycznia i lutego 2023 w Tampere odbyła się konferencja InfraBIM Open. Temat Digital Twin poruszył w swojej prezentacji Piotr Smolira, doktorant Technical University of Denmark. Korzystając z uprzejmości Piotra i za jego zgodą, prezentujemy jeden ze slajdów prezentacji:
Zadanie, jakie HydroBIM realizuje w Porcie Gdynia na obecnym etapie wpisuje się w poziom 2 i jest „level 3 readay”. Jak na kilka miesięcy pracy to naszym zdaniem bardzo dobry wynik. Model lotniska Changi powstawał kilka lat…
Pełna prezentacja dostępna jest do pobrania z profilu Piotra Smoliry na LinkedIn
Jak wykorzystuje się Digital Twin?
Możliwości zastosowania cyfrowego bliźniaka w budownictwie są szerokie. Oto niektóre:
- Projektowanie i planowanie – cyfrowy bliźniak umożliwia architektom, projektantom i inżynierom zaprojektowanie i wirtualne testowanie budynków i infrastruktury przed ich budową w rzeczywistości.
- Monitorowanie i zarządzanie infrastrukturą – model może być wykorzystywany do monitorowania i zarządzania infrastrukturą w czasie rzeczywistym. Dzięki temu można przewidzieć potencjalne problemy i szybciej reagować na awarie.
- Optymalizacja wykorzystania obiektów – monitorowanie i analiza zużycia energii, wody, oraz ocenę jakości powietrza i hałasu. Daje to możliwość poprawy efektywności energetycznej i pomaga redukować koszty eksploatacji.
- Symulacje awaryjne i szkolenia – wykorzystanie modelu do prowadzenie symulacji według scenariusza „co by było, gdyby” umożliwia doskonalenie procedur i szkolenie personelu na wypadek awarii.
- Wspomaganie procesu budowlanego – model 3D można wykorzystać do monitorowania postępu prac budowlanych i weryfikacji zgodności z projektem, dzięki czemu można szybciej wykrywać błędy i unikać opóźnień w realizacji projektu.
Wykorzystaj doświadczenie HydroBIM w modelowaniu 3D BIM
W HydroBIM nie zajmujemy się wdrożeniami BIM. Za to rozwiązujemy realne problemy, korzystając z nowoczesnych technologii i metodyki BIM.
Nasze specjalistyczne zespoły projektowe integrują się z zespołami Projektantów, Inwestorów i Generalnych Wykonawców.
Jako wyspecjalizowany podwykonawca branży hydrotechnicznej i hydrologicznej zapewniamy korzyści z BIM w hydrotechnice. Chcesz wiedzieć więcej?