專家視點:數(shù)字孿生和智能建筑

在智能照明和建筑軟件公司amBX SmartCore的播客中,Dogu分享了他對數(shù)字雙胞胎的想法,它們是如何工作的,它們的好處,以及它們?nèi)绾问菇ㄖ踔脸鞘兄悄芑?br style="box-sizing: border-box;"/>
2020年,全球數(shù)字雙胞胎市場規(guī)模為31億美元,預(yù)計到2026年將達到482億美元。數(shù)字雙胞胎被描述為能夠提供“以前無法想象的”運營控制、資產(chǎn)績效管理和洞察力水平。

數(shù)字雙胞胎可以用于多個行業(yè),包括建筑環(huán)境。早在2020年7月,當(dāng)鮑里斯·約翰遜(Boris Johnson)概述他的綠色復(fù)蘇計劃時,就宣布了對建筑技術(shù)的1000萬英鎊刺激。約翰遜表示,這將用于19個專注于提高生產(chǎn)率和建筑質(zhì)量的項目,包括“實時分析數(shù)據(jù)的建筑的數(shù)字克隆”,也被稱為數(shù)字雙胞胎。

下面是Dogu對這一主題的一些見解:

首先,Dogu指出,數(shù)字雙胞胎有很多定義,但實際的源定義是由密歇根大學(xué)的Michael Greaves在2003年的產(chǎn)品生命周期管理課程中創(chuàng)建的。他將其描述為相當(dāng)于實體產(chǎn)品的虛擬數(shù)字產(chǎn)品。要想擁有數(shù)碼雙胞胎,有三個主要的先決條件。它是真實空間中的實體產(chǎn)品,也是虛擬空間中的虛擬產(chǎn)品,數(shù)據(jù)和信息的相互連接將兩者聯(lián)系在一起。

數(shù)字雙可以告訴用戶如何使用他們的建筑,以及當(dāng)前的“狀態(tài)”,它可以顯示一個特定的門是否打開或關(guān)閉但這一步和集成虛擬和現(xiàn)實增強技術(shù),用戶可以看到如果門是開在虛擬模型和在大樓周圍走動。數(shù)字雙胞胎可以用來控制實物資產(chǎn)或收集信息,模擬變化,預(yù)測未來將發(fā)生什么。從數(shù)字雙胞胎中收集的歷史數(shù)據(jù)使異常得以突出顯示。因此,這有利于預(yù)測性維護,延長資產(chǎn)壽命,或提高運營效率。

此外,這可以自動完成,人工智能可以做決定。它可以決定在某個區(qū)域打開空調(diào),在另一個區(qū)域關(guān)閉燈。

“我對未來城市的愿景是,我們擁有一個數(shù)字復(fù)制品,使我們能夠收集分析、有意義的數(shù)據(jù),幫助我們做出更有意義的決策,獲得更好的洞察力并將其可視化。這將在未來 5-10 年內(nèi)發(fā)生,但在 20 年后,這有點難以猜測;我認為它將從環(huán)境沉浸式用戶體驗開始,自動為居住者做一切事情。然而,就像很多這樣的東西一樣,你不知道自己需要它們,或者直到它們真正存在的那一刻才知道它們存在。”– Dogu Taskiran

第四次工業(yè)革命

很多人都有一個主要的問題,就是數(shù)字雙胞胎如何連接到建筑4.0。建筑4.0被稱為第四次工業(yè)革命。建筑業(yè)是采用技術(shù)的最新行業(yè)之一;它基本上比農(nóng)業(yè)高一級。

BIM是一個有趣的概念。Dogu認為BIM是建筑施工和移交之前的主要驅(qū)動因素。它從設(shè)計概念開始,然后轉(zhuǎn)化成可建造的計劃。在這一點上,它仍然是一個靜態(tài)模型。這意味著BIM模型一直存在到交接階段,然后它的生命周期結(jié)束。

BIM與數(shù)字雙胞胎的結(jié)合提供了一個機會,可以從概念一直延伸到建筑的生命周期。與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、機器學(xué)習(xí)和所有其他資產(chǎn)的集成,使用戶能夠可視化上下文。存儲和收集關(guān)于每項資產(chǎn)的數(shù)據(jù)使預(yù)測分析和卓越運營更容易實現(xiàn)。它將允許預(yù)期不利的環(huán)境影響;維護可以提前預(yù)測并進行,以避免故障或低效運行。

例如,如果購物中心的鍋爐在未來幾周內(nèi)發(fā)生故障,設(shè)備經(jīng)理會知道,因為人工智能和機器學(xué)習(xí)正在分析傳感器數(shù)據(jù)。他們會知道最后是誰維護的,保修單,維護記錄等等。它將作為一個單一的真相來源——一個在建筑生命周期內(nèi)發(fā)生的所有事情的公共數(shù)據(jù)庫。此外,這些都可以由設(shè)施管理器遠程監(jiān)控。

然而,有一些因素阻礙了大規(guī)模采用。Dogu認為標(biāo)準化是必不可少的。創(chuàng)建開放的、可互操作的協(xié)議,這樣技術(shù)就不會自己發(fā)展;沒有一家公司能靠自己實現(xiàn)完全智能化的建筑和城市。行業(yè)需要標(biāo)準來創(chuàng)建統(tǒng)一的方法。任何設(shè)備/系統(tǒng)都應(yīng)該能夠集成并提供或接收信息。

城市規(guī)劃

在更大的范圍內(nèi),數(shù)字雙胞胎可以使城市規(guī)劃受益,因為它允許規(guī)劃者預(yù)測如果在某個特定地區(qū)建造一棟建筑會發(fā)生什么,例如,交通需要阻塞多長時間?新的行人流量會是怎樣的?所有這些模擬都可以在建造之前進行。

有些城市是有遠見的,他們從城市中的每一個建筑師那里獲得BIM模型,并創(chuàng)建了一個虛擬的復(fù)制品。新加坡是引領(lǐng)這一創(chuàng)新的城市;他們甚至給市民配備了傳感器,這樣他們就可以了解人行道以及他們?nèi)绾卫贸鞘小_@樣就可以在規(guī)劃階段做出必要的改變,從而減少碳排放。

對于一個走在街上的普通人來說,好處是從安全的角度來看,它增加了很多好處,有路燈,因為他們感覺你在那里,降低犯罪率,因為更多的監(jiān)控等等。甚至還有一些好處,比如交通燈只有在有需要的時候才會變紅,改善你的旅程,減少通勤時間,為你工作,或者讓緊急車輛通過,用街燈顯示道路。這就成了一種取舍;人們不那么不愿意被監(jiān)控,如果對他們有利,他們就會被獲取有關(guān)自己的數(shù)據(jù)。當(dāng)事情對他們不利時,問題就出現(xiàn)了。重要的是,人們應(yīng)該意識到這些數(shù)據(jù)的用途,如何收集數(shù)據(jù),將如何處理數(shù)據(jù),以及如何存儲數(shù)據(jù)。這種透明度將有很長的路要走。

智慧城市的未來

amBX 向 Dogu 詢問了他對智慧城市未來的愿景。他總結(jié)說,很多事情都可以從中產(chǎn)生,但今天,我們有虛擬/增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實,我們有對話界面(例如 Alexa)。最好的技術(shù)是無形的;你甚至沒有注意到它在那里。比如走進一個房間,它知道一個人更喜歡某個溫度,因此空調(diào)溫度被調(diào)整到那個水平——雖然這是一個好處,但在出現(xiàn)問題之前并不明顯。

Dogu 評論道:“我對未來城市的愿景是,我們擁有一個數(shù)字復(fù)制品,讓我們能夠收集分析、有意義的數(shù)據(jù),幫助我們做出更有意義的決策,獲得更好的洞察力并在上下文中將其可視化。這將在未來 5-10 年內(nèi)發(fā)生,但在 20 年后,這有點難以猜測;我認為它將從環(huán)境沉浸式用戶體驗開始,自動為居住者做一切事情。然而,就像很多這樣的東西一樣,你不知道自己需要它們,或者直到它們真正存在的那一刻才知道它們存在?!?/p>