Tất cả mọi thứ xung quanh chúng ta đang trở thành kỹ thuật số. Các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) đang ngày càng trở thành một phần quan trọng của mỗi ngành, giúp các quy trình nhanh hơn và hiệu quả hơn về chi phí, thời gian và truy xuất nguồn gốc. Đi kỹ thuật số là cho phép mỗi ngành công nghiệp đạt được nhiều hơn với ít hơn; ít nhất đây là sự tối ưu hóa được tìm kiếm bởi những tiến bộ mới nhất về sức mạnh tính toán và thuật toán thông minh, cùng với sự phát triển công nghệ về cảm biến, thu nhỏ, robot và máy bay không người lái, đang giúp cả ngành xây dựng nhận ra cách chúng có thể kết hợp thế giới kỹ thuật số và vật lý để xây dựng các tòa nhà rẻ hơn, xanh hơn và an toàn hơn trong thời gian ngắn hơn.
Một ví dụ về điều này là cách máy bay không người lái cho phép chụp một số lượng lớn các bức ảnh trong một khoảng thời gian ngắn, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho nhiệm vụ lập kế hoạch. Nhưng không chỉ vậy, vì tùy thuộc vào cảm biến mà máy bay không người lái có, dữ liệu có thể được thu thập đồng thời với các đặc điểm vật lý có thể được mô hình hóa để mang lại giá trị gia tăng lớn hơn cho phép đo quang chất lỏng đơn giản. Khái niệm đang thực sự thay đổi bộ mặt của ngành công nghiệp AEC là khái niệm “Digital Twins” và các ví dụ gần đây về bằng chứng thực tế tăng cường Hololens2 cho thấy chúng ta sẽ có nhiều điều này ngoài ngành giải trí.
Theo một báo cáo gần đây của Gartner, xu hướng “Digital Twin” đang tiến gần đến “Peak Expectation”. Còn gì nữa? Trong vòng 5 đến 10 năm, xu hướng này dự kiến sẽ đạt đến “Cao nguyên Năng suất”.
Sinh đôi kỹ thuật số là gì?
Sinh đôi kỹ thuật số đề cập đến một mô hình ảo của một quá trình, sản phẩm hoặc dịch vụ. Sinh đôi kỹ thuật số là một liên kết giữa một đối tượng trong thế giới thực và biểu diễn kỹ thuật số của nó liên tục sử dụng dữ liệu cảm biến. Tất cả dữ liệu đến từ các cảm biến nằm trong một vật thể. Các đại diện kỹ thuật số sau đó được sử dụng để trực quan hóa, mô hình hóa, phân tích, mô phỏng và lập kế hoạch bổ sung.
Không giống như mô hình BIM, bộ đôi kỹ thuật số không nhất thiết phải phục vụ một đối tượng được biểu diễn theo không gian. Ví dụ, một quy trình giao dịch, một tập tin của một người hoặc một tập hợp các mối quan hệ giữa các bên liên quan và các đơn vị hành chính.
Tất nhiên, bộ đôi kỹ thuật số của cơ sở hạ tầng hấp dẫn nhất, ít nhất là trong lĩnh vực Địa kỹ thuật. Bằng cách tạo ra một bộ đôi kỹ thuật số của tòa nhà, chủ sở hữu và người điều hành tòa nhà có thể ngăn chặn các vấn đề khác nhau xảy ra trong tòa nhà, áp dụng các chiến lược xây dựng và do đó có các tòa nhà an toàn hơn. Ví dụ: bạn có thể tạo một tòa nhà đôi kỹ thuật số và kiểm tra xem nó sẽ phản ứng như thế nào trước một trận động đất lớn. Tùy thuộc vào kết quả, bạn có thể thực hiện những thay đổi cần thiết cho tòa nhà, trước khi thảm họa ập đến và mọi thứ trở nên vượt quá tầm tay. Đây là cách mà bộ đôi kỹ thuật số của một tòa nhà có thể cứu sống.
Cặp song sinh kỹ thuật số cho phép một nhà thiết kế tòa nhà có sẵn tất cả thông tin liên quan đến tòa nhà trong thời gian thực, liên quan đến một tập tin cuộc sống bao gồm việc thụ thai, thiết kế, xây dựng, bảo trì và vận hành tài sản. Nó cung cấp quyền truy cập tức thì vào tất cả các thông tin về một trang web xây dựng. Nó giúp các nhà xây dựng luôn chắc chắn về những điều nhỏ nhất, như các biện pháp cần thiết của chùm tia.
Như chia sẻ gần đây của Mark Enzer, CTO, MottMacDonald tại tòa nhà SMARTIn Summit 2019, khi thảo luận về tốc độ làm mới của các cặp song sinh kỹ thuật số; "Đó không phải là về thời gian thực, mà là về thời điểm thích hợp."
Ưu điểm của việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số trong xây dựng.
Việc sử dụng đúng công nghệ luôn làm cho các quy trình hiệu quả hơn. Ví dụ, cặp song sinh kỹ thuật số, bằng cách cho phép mô phỏng có khả năng mang lại thiệt hại do thiên tai và nhân tạo gây ra. Họ có thể giúp công dân có một cuộc sống an toàn hơn. Ví dụ, trong trường hợp cơ sở hạ tầng, nơi được cho là có nhiều giao thông, thông qua việc sử dụng phần mềm mô phỏng cho người đi bộ, chúng ta có thể dự đoán khi nào và nơi nào sẽ có nhiều tắc nghẽn. Bằng cách giới thiệu những thay đổi cần thiết trong mô hình kỹ thuật số của cơ sở hạ tầng, có thể đạt được bảo mật, hiệu quả cao hơn và chi phí vận hành thấp hơn trong việc xây dựng và bảo trì tài sản.
Những lợi thế của việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số trong xây dựng là rất nhiều. Một số trong số họ được chi tiết dưới đây:
Giám sát liên tục tiến độ thi công.
Việc giám sát thời gian thực của một công trường xây dựng bằng phương pháp sinh đôi kỹ thuật số xác minh rằng công việc đã hoàn thành phù hợp với các kế hoạch và thông số kỹ thuật. Với cặp song sinh kỹ thuật số, có thể theo dõi các thay đổi trong mô hình khi được tạo, hàng ngày và hàng giờ, và trong trường hợp có bất kỳ sai lệch nào, có thể thực hiện hành động ngay lập tức. Ngoài ra, tình trạng của bê tông, vết nứt trong cột hoặc bất kỳ sự dịch chuyển của vật liệu tại công trường có thể dễ dàng được xác minh trong một đôi kỹ thuật số. Những khám phá như vậy dẫn đến việc kiểm tra bổ sung và các vấn đề được phát hiện nhanh hơn, dẫn đến các giải pháp hiệu quả hơn.
Sử dụng tối ưu các nguồn lực.
Cặp song sinh kỹ thuật số thậm chí còn dẫn đến việc phân bổ nguồn lực tốt hơn và giúp các công ty tránh mất thời gian sản xuất trong việc di chuyển và xử lý các vật liệu không cần thiết. Với việc sử dụng công nghệ này, việc phân bổ quá mức có thể tránh được và cũng dễ dàng hơn để dự đoán linh hoạt các yêu cầu tài nguyên trên trang web.
Ngay cả việc sử dụng các thiết bị có thể được theo dõi và không sử dụng có thể được phát hành cho các công việc khác. Điều này tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Giám sát an ninh
An toàn là một mối quan tâm lớn tại các trang web xây dựng. Cặp song sinh kỹ thuật số, bằng cách cho phép các công ty theo dõi con người và những nơi nguy hiểm trên công trường, giúp tránh sử dụng các vật liệu và hoạt động không an toàn trong khu vực nguy hiểm. Dựa trên thông tin thời gian thực, một hệ thống thông báo sớm có thể được phát triển cho phép người quản lý xây dựng biết khi nào một công nhân hiện trường nằm ở khu vực không an toàn. Một thông báo cũng có thể được gửi đến thiết bị cầm tay của công nhân để ngăn chặn nguy cơ xảy ra.
Những lợi thế của việc sử dụng công nghệ sinh đôi kỹ thuật số trong xây dựng là rất nhiều. Thói quen cũ là khó, nhưng để đạt được hiệu quả cao hơn trong xây dựng, cần phải đi kỹ thuật số. Việc sử dụng công nghệ sinh đôi kỹ thuật số có thể mang lại sự đổi mới to lớn cho sự phát triển của cơ sở hạ tầng và đưa chất lượng và hiệu quả lên một tầm cao mới. Ngành công nghiệp phải chuẩn bị và thích nghi với môi trường kỹ thuật số thay đổi!
Một ví dụ về nó
Chúng tôi đã có cơ hội phỏng vấn các đồng nghiệp Brazil vào năm ngoái, tại London. Bằng cách sử dụng công cụ song sinh kỹ thuật số, Sân bay Thống đốc José Richa của Brazil (SBLO), sân bay lớn thứ tư ở miền nam Brazil có thể quản lý dữ liệu sân bay tốt hơn và đạt được hiệu quả cao hơn trong hoạt động của mình.
Cảm thấy cần phải tổ chức dữ liệu sân bay tốt hơn, nhà điều hành sân bay SBLO, Infraero quyết định tạo ra một bộ đôi kỹ thuật số hoạt động như một mạng lưới thực tế và kho lưu trữ trung tâm cho tất cả dữ liệu sân bay, bao gồm cơ sở hạ tầng, tòa nhà, hệ thống tòa nhà , cơ sở và bản đồ và dữ liệu quản lý.
BIM và GIS cùng với các ứng dụng của Bentley đã được sử dụng để mô hình hóa các cơ sở 20 hiện có, bao phủ hơn so với 920,000 trên bề mặt sân bay. Họ cũng mô hình hóa một đường băng cất cánh và hạ cánh, hai sân hàng không và hệ thống đường lăn và đường vào. Sau đó, nhóm dự án đã tạo ra một cơ sở dữ liệu tham số để hỗ trợ lập kế hoạch và cải thiện quản lý dự án.
Nhóm dự án đã tạo ra một bộ đôi kỹ thuật số của sân bay bao gồm màn hình thực tế sân bay và kho lưu trữ trung tâm cho tất cả dữ liệu của sân bay. Kho lưu trữ trung tâm giúp người dùng xác định chính xác vị trí của các hệ thống trong cơ sở hạ tầng sân bay, cải thiện quản lý kinh doanh với các hoạt động an toàn và hiệu quả. Sinh đôi kỹ thuật số cũng sẽ hợp lý hóa tất cả các dự án cơ sở hạ tầng sân bay nội bộ trong tương lai, cũng như quy trình quản lý và quy hoạch. Với sự trợ giúp của bộ đôi kỹ thuật số, Infraero có thể giảm chi phí bảo trì và đạt được hoạt động tốt hơn tại sân bay tại SBLO. Nhóm dự án hy vọng sẽ tiết kiệm được nhiều hơn BRL 559,000 mỗi năm với bộ đôi kỹ thuật số. Tổ chức này cũng hy vọng sẽ thấy sự gia tăng lợi nhuận của nó.
Phần mềm được sử dụng
ProjectWise đã được sử dụng để tạo ra nền tảng tích hợp sân bay, phục vụ như môi trường dữ liệu được kết nối của dự án. Khả năng nhập của đám mây điểm MicroStation cho phép nhóm tạo ra lưới thực tế của tất cả các cơ sở sân bay bằng cách sử dụng các đám mây điểm. OpenBuildings Designer (trước đây là AECOsim Building Designer) đã giúp thiết kế và tổ chức các thư viện của các cơ sở sân bay, cũng như mô hình hóa nhà ga hành khách, nhà ga hàng hóa, trạm cứu hỏa và các tòa nhà hiện có khác. Nhóm đã sử dụng OpenRoads để tạo dự án hình học và bản đồ bề mặt của hệ thống đường băng cho đường băng, đường lăn và đường dịch vụ.
