Digital Twin در طراحی ساخت و ساز

شاید بسیاری از شما با این اصطلاح برخورد کرده باشید – “Digital Twin“. آیا فکر کرده اید Digital Twin به چه معناست؟ به زبان ساده، Digital Twin یک نسخه دیجیتالی / مجازی از یک موجودیت فیزیکی است.

آیا Digital Twin همیشه به معنای یک مدل BIM است؟ همیشه خیر.

BIM بخشی جدایی ناپذیر از Twin Digital است، اما این مفهوم بسیار گسترده تر است. عملکرد یک مدل BIM این است که دارایی فیزیکی را با خصوصیاتش طبق سطح جزئیات بازسازی کند. با این وجود ، تفاوت های اساسی وجود دارد ؛ یک Digital Twin  با دنیای فیزیکی متصل است – یک “رشته دیجیتال”.

Digital Twin یک مدل دیجیتال از ساختمان است که اطلاعات واقعی را جمع آوری می کند و نمونه های با کیفیت بالا از ساختمان را از طریق فن آوری هایی مانند سنسورها ، هواپیماهای بدون سرنشین ، لیزر و سایر فن آوری های بی سیم ایجاد می کند. “Twin” اطلاعات را از چندین منبع مانند تجزیه و تحلیل ، الگوریتم ها و هوش مصنوعی جمع آوری می کند تا به طور مداوم در مورد عملکرد ، عملیات یا کارایی پروژه ، چه در حال ساخت و چه در حال انجام ، بینشی کسب کند.

Digital Twin تکامل یک مدل از چندین فناوری از جمله شبیه سازی سه بعدی ، هوش مصنوعی و محاسبات کلود (ابری) است. این فرایند چیزی فراتر از شبیه سازی است؛ در نتیجه به کاربران در درک آنچه در دنیای واقعی اتفاق می افتد کمک کند. گزارش به صورت زنده (real-time) بهترین مزیت برای انجام شبیه سازی ها و در نظر گرفتن سناریوهای فرضی، قبل از قرار دادن منابع در یک پروژه جدید است.

در Digital Twin چه چیزی وجود دارد؟

اکنون در زمینه طراحی محیط  ، در مورد مفهوم Digital Twin کمی روشن شدیم. یک Digital Twin، ماکت دقیق یک موجودیت فیزیکی را ایجاد می کند. در مراحل ساخت ، یک مرحله از چرخه ساخت را ثبت می کند و از این رو تعداد زیادی داده در هر یک بسته بندی شده است. این داده های بسته بندی شده شامل موارد زیر است: 

• مدل های BIM 
• مدل ها و رسم های دو بعدی
• برنامه های زمانی
• قراردادها 
• اسناد ساختمانی (به عنوان مثال ، ارسال مقالات ، سفارشات تغییر ، RFI و غیره) 
• داده های عملیاتی جمع شده توسط سنسورهای تعبیه شده 
• اطلاعات حاصل از هوش مصنوعی 

کاربرد Digital Twin

با پیشرفت در قابلیت های فن آوری ، نیاز به نظارت و ردیابی روند چرخه عمر دارایی ، چندین زمینه تحقیقاتی را به وجود آورده است. بسیاری از کاربردهای Digital Twin درست در قسمت BIM قرار دارد ، اما با استفاده از Digital Twin ، سطح جزئیات و دقت بیشتر شده است.

Digital Twin ها در طراحی، کاربردهای امیدوار کننده ای دارند. این فناوری می تواند یک سازه را قبل از عملیات ساخت واقعی، به صورت دیجیتالی بازسازی کند. این کار منجر به تصمیم گیری بهتر در طراحی می شود. پس از اتمام پروژه ، Digital Twin ها برای اصلاح ساختمان ، بهره برداری و نگهداری از امکانات مفید است.

Digital Twin بیشتر مفهومی است که اکنون با ظهور فناوری های جدید تکثیر یافته است. چندین مطالعه از آن به نام “یکپارچه سازی سایبری-فیزیکی” یاد کرده اند. هدف این است که داده ها را به روشی موثر تر، دقیق تر و هوشمندتر به کار ببریم.

سه عنصر اصلی Twin Digital وجود دارد:

1. نهاد فیزیکی
2. داده ها (موضوع دیجیتال)
3. مدل مجازی

یک Digital Twin می تواند برای تجسم ، مستند سازی ، پایبندی به کدها ، مدل سازی ، تجزیه و تحلیل ، ردیابی پیشرفت و برنامه ریزی استفاده شود. متخصصانی مانند مدیران تاسیسات ، معماران ، مهندسان ، توسعه دهندگان ، سازندگان و کارفرماها، اصلی ترین کاربران و ذینفعان مفهوم Digital Twin هستند.

۱٫ داده های بلادرنگ

Digital Twin تیم های پروژه را قادر می سازد تا از عملکرد یک ساختمان به صورت فوری و بلادرنگ مطلع شوند . این مزیت این امکان را فراهم می کند که کارایی ساخت را ردیابی و بهینه کنند.

۲٫ ایمنی و امنیت

Digital Twin می تواند خرابی های احتمالی در سیستم های ساختمانی مانند HVAC ، الکتریکی و غیره را پیش بینی کند. این مزیت می تواند باعث صرفه جویی و جلوگیری از حوادث و خسارات جدی شود. همچنین منجر به صرفه جویی در وقت ، هزینه و خاموشی های پر هزینه میشود.

۳٫ شبیه سازی

شبیه سازی با قابلیت اطمینان بالا با کمک Digital Twin امکان پذیر است. داده های استخراج شده مبتنی بر حسگر است و در جلوگیری از تداخل، هزینه گذاری ، شبیه سازی ساخت/تخریب و غیره بسیار دقیق است.

۴٫ پیش بینی داده ها

از آنجا که یک Digital Twin شامل تمام جنبه های موجودیت فیزیکی است، تیم ها قادر می شوند تا به طور موثر عملکرد دارایی را مدیریت کنند. این فناوری با داده های شبیه سازی هماهنگ عمل می کند. این فناوری می تواند داده هایی مانند پیش بینی هزینه ، تقاضای انرژی ، ازدحام ترافیک ، پیش بینی آب و هوا و غیره را پیش بینی کند.

چالش ها

در حالی که انتظار می رود Digital Twin در سال های آینده از مزایای زیادی در محیطِ طراحی و ساخت بهره مند شود ، اما موانع تصویب موفقیت آمیز آن وجود دارد. استفاده از Digital Twin به طیف وسیعی از فناوری و نرم افزار نیاز دارد که آسان نیست.

اولاً ، برای ایجاد و مدیریت Digital Twin  زمان و هزینه ی  زیادی نیاز است. ثانیا ، حتی اگر دارایی هایی را نیز بسازیم ، جمع آوری و نگهداری مداوم اطلاعات به گونه ای که بتوان از آنها به روشی کارآمد استفاده کرد دشوار است . ثالثاً ، تا زمان تصویب کامل Digital Twin ها  ، کارفرماها و پیمانکاران ممکن است نتوانند نحوه بهبود عملکرد و نگهداری را درک کنند.