لماذا استخدام التوائم الرقمية في البناء
كل ما يحيط بنا أصبح رقمي. أصبحت التقنيات المتقدمة مثل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء (IoT) أجزاء مهمة من كل صناعة بشكل متزايد ، مما يجعل العمليات أسرع وأكثر كفاءة من حيث التكلفة والوقت والتتبع. يسمح الانتقال الرقمي لكل صناعة بتحقيق المزيد بأقل. على الأقل هذا هو التحسين الذي تسعى إليه أحدث التطورات في مجال الحوسبة والخوارزميات الذكية ، إلى جانب التطورات التكنولوجية في أجهزة الاستشعار ، والتصغير ، والروبوتات والطائرات بدون طيار ، ويساعد حتى صناعة البناء على إدراك كيف يمكنهم الجمع العالمين الرقمي والمادي لبناء مباني أرخص وأكثر اخضرارًا وأكثر أمانًا في وقت أقل.
مثال على ذلك هو كيف تسمح الطائرات بدون طيار بالتقاط عدد كبير من الصور في فترة زمنية قصيرة ، مما يسهل مهمة التخطيط. ولكن ليس ذلك فحسب ، لأنه اعتمادًا على المستشعر الذي تمتلكه الطائرة بدون طيار ، يمكن الحصول على البيانات في نفس الوقت الذي يمكن من خلاله نمذجة الخصائص الفيزيائية التي تعطي قيمة مضافة أكبر للمسح التصويري البسيط للسوائل. هذا المفهوم الذي يغير وجه صناعة AEC حقًا هو مفهوم "التوائم الرقمية" والأمثلة الحديثة من Hololens2 المعزز دليل على أننا سنحصل على الكثير من هذا خارج صناعة الترفيه.
وفقًا لتقرير صدر مؤخرًا عن مؤسسة Gartner ، يقترب اتجاه "التوأم الرقمي" من "ذروة التوقعات". ماذا بعد؟ في غضون 5 إلى 10 سنوات ، من المتوقع أن يصل الاتجاه إلى "هضبة الإنتاجية".
ما هو التوأم الرقمي؟
يشير التوأم الرقمي إلى نموذج افتراضي لعملية أو منتج أو خدمة. التوأم الرقمي هو رابط بين كائن في العالم الحقيقي وتمثيله الرقمي الذي يستخدم باستمرار بيانات الاستشعار. جميع البيانات تأتي من أجهزة الاستشعار الموجودة في جسم مادي. ثم يتم استخدام التمثيل الرقمي للتصور والنمذجة والتحليل والمحاكاة والتخطيط الإضافي.
على عكس نمذجة BIM ، لا يخدم التوأم الرقمي بالضرورة كائنًا بتمثيل مكاني. على سبيل المثال ، عملية المعاملات أو ملف شخص أو مجموعة من العلاقات بين أصحاب المصلحة والوحدات الإدارية.
بالطبع ، التوأم الرقمي للبنى التحتية هو الأكثر جاذبية ، على الأقل في مجال الهندسة الجيولوجية. من خلال إنشاء توأم رقمي للمبنى ، يمكن لأصحاب المبنى والمشغلين منع المشكلات المتنوعة التي تحدث داخل المبنى ، واعتماد استراتيجيات البناء ، وبالتالي الحصول على مباني أكثر أمانًا. على سبيل المثال ، يمكنك إنشاء توأم رقمي للمبنى والتحقق من كيفية تفاعله مع الزلزال الكبير. اعتمادًا على النتيجة ، يمكنك إجراء التغييرات اللازمة على المبنى ، قبل وقوع الكارثة وتخرج الأمور عن السيطرة. هكذا يمكن أن ينقذ التوأم الرقمي للمبنى الأرواح.
يسمح التوأم الرقمي لمصمم المبنى بالحصول على جميع المعلومات المتعلقة بالمبنى في الوقت الفعلي ، ويرتبط بملف الحياة الذي يتضمن تصور الأصول وتصميمها وإنشائها وصيانتها وتشغيلها. ويوفر الوصول الفوري إلى جميع المعلومات حول موقع البناء. إنه يساعد البنائين على أن يكونوا متأكدين دائمًا حتى من أصغر الأشياء ، مثل التدابير المطلوبة للحزمة.
كما شارك مؤخرًا مارك إنزر ، كبير مسؤولي التكنولوجيا ، MottMacDonald في مبنى SMARTIn Summit 2019 ، عند مناقشة معدل تحديث التوائم الرقمية ؛ "الأمر لا يتعلق بالوقت الحقيقي ، إنه يتعلق بالوقت المناسب."
مزايا استخدام التوائم الرقمية في البناء.
الاستخدام الصحيح للتكنولوجيا يجعل العمليات دائمًا أكثر كفاءة. على سبيل المثال ، التوائم الرقمية ، من خلال السماح لعمليات المحاكاة بإمكانية تحمل الضرر الناجم عن الكوارث الطبيعية والكوارث التي من صنع الإنسان. يمكن أن تساعد المواطنين على العيش حياة أكثر أمانا. على سبيل المثال ، في حالة البنى التحتية حيث من المفترض أن يكون هناك الكثير من الحركة ، من خلال استخدام برنامج محاكاة المشاة ، يمكننا أن نتوقع متى وأين سيكون هناك المزيد من الازدحام. من خلال إدخال التغييرات اللازمة في النموذج الرقمي للبنية التحتية ، من الممكن تحقيق قدر أكبر من الأمان والكفاءة وخفض تكاليف التشغيل في بناء الأصول وصيانتها.
مزايا استخدام التوائم الرقمية في البناء كثيرة. بعضها مفصل أدناه:
الرصد المستمر للتقدم البناء.
تتحقق المراقبة الفعلية لموقع البناء عن طريق التوأم الرقمي من أن العمل المنجز يتوافق مع الخطط والمواصفات. من خلال التوائم الرقمية ، من الممكن تتبع التغييرات في نموذج ما حيث يتم إنشاؤه يوميًا وساعة وفي حالة حدوث أي انحراف ، يمكن اتخاذ إجراء فوري. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن بسهولة التحقق من حالة الخرسانة أو التشققات في الأعمدة أو أي إزاحة للمواد في موقع البناء في التوأم الرقمي. تؤدي هذه الاكتشافات إلى عمليات تفتيش إضافية ويتم اكتشاف المشكلات بسرعة أكبر ، مما يؤدي إلى حلول أكثر فعالية.
الاستخدام الأمثل للموارد.
يؤدي التوائم الرقمي إلى تخصيص أفضل للموارد ومساعدة الشركات على تجنب إضاعة الوقت الإنتاجي في حركات والتعامل مع المواد غير الضرورية. مع استخدام هذه التكنولوجيا ، يمكن تجنب التخصيص المفرط كما أنه من الأسهل أيضًا التنبؤ بمتطلبات الموارد على الموقع ديناميكيًا.
حتى يمكن تتبع استخدام المعدات ويمكن إطلاق سراح غير المستخدمة في وظائف أخرى. هذا يوفر الوقت والمال.
مراقبة الأمن
السلامة هي مصدر قلق كبير في مواقع البناء. يساعد التوائم الرقمي ، من خلال السماح للشركات بتتبع الأشخاص والأماكن الخطرة في موقع البناء ، في تجنب استخدام المواد والأنشطة غير الآمنة في المناطق الخطرة. بناءً على المعلومات في الوقت الفعلي ، يمكن تطوير نظام إشعار مبكر يسمح لمدير الإنشاء بمعرفة وقت وجود عامل ميداني في منطقة غير آمنة. يمكن أيضًا إرسال إشعار إلى الجهاز المحمول للعامل لمنع حدوث خطر.
مزايا استخدام التكنولوجيا الرقمية المزدوجة في البناء عديدة. العادات القديمة صعبة ، ولكن لتحقيق قدر أكبر من الكفاءة في البناء ، من الضروري أن تصبح رقميًا. إن استخدام التكنولوجيا الرقمية المزدوجة يمكن أن يجلب ابتكارًا هائلاً لتطوير البنية التحتية ويجلب الجودة والكفاءة إلى آفاق جديدة. يجب أن تعد الصناعة وتتكيف مع البيئة الرقمية المتغيرة!
مثال على ذلك
لقد أتيحت لنا الفرصة لإجراء مقابلة مع زملاء برازيليين العام الماضي في لندن. باستخدام التوأم الرقمي ، فإن مطار حاكم البرازيل جوزيه ريتشا (SBLO) ، رابع أكبر مطار في جنوب البرازيل ، قادر بشكل أفضل على إدارة بيانات المطار وتحقيق كفاءة أكبر في عملياته.
عند الشعور بالحاجة إلى تنظيم بيانات المطار بشكل أفضل ، قررت شركة تشغيل المطار في SBLO ، Infraero إنشاء توأم رقمي يعمل بمثابة شبكة حقيقة ومستودع مركزي لجميع بيانات المطار ، بما في ذلك البنية التحتية والمباني وأنظمة البناء والمرافق والخرائط وبيانات الإدارة.
تم استخدام BIM و GIS مع تطبيقات Bentley لتصميم منشآت 20 الحالية ، والتي تغطي أكثر من 920,000 متر مربع من سطح المطار. كما صمموا مدرجًا للإقلاع والهبوط ، واثنين من ساحات الطيران ونظام سيارات الأجرة وطرق الوصول. ثم قام فريق المشروع بإنشاء قاعدة بيانات حدودي لدعم التخطيط وتحسين إدارة المشروع.
ابتكر فريق المشروع توأماً رقميًا للمطار يتضمن شاشة واقع المطار ومستودعًا مركزيًا لجميع بيانات المطار. يساعد المستودع المركزي المستخدمين على تحديد موقع الأنظمة بدقة داخل البنية التحتية للمطار ، وتحسين إدارة الأعمال من خلال عمليات آمنة وفعالة. سيقوم التوأم الرقمي أيضًا بتبسيط جميع مشاريع البنية التحتية الداخلية للمطارات المستقبلية ، بالإضافة إلى عمليات التخطيط والإدارة. بمساعدة التوأم الرقمي ، تستطيع Infraero تقليل تكاليف الصيانة وتحقيق تشغيل أفضل في المطار في SBLO. يتوقع فريق المشروع توفير أكثر من BRL 559,000 كل عام من خلال التوأم الرقمي الخاص به. تتوقع المنظمة أيضًا أن تشهد زيادة في ربحيتها.
البرمجيات المستخدمة
تم استخدام ProjectWise لإنشاء منصة تكامل المطار ، والتي كانت بمثابة بيئة البيانات المتصلة للمشروع. سمحت القدرة على استيراد سحابة نقطة MicroStation للفريق بإنشاء شبكة حقيقة لجميع مرافق المطار باستخدام سحب النقاط. ساعد مصمم OpenBuildings (المعروف سابقًا باسم AECOsim Building Designer) في تصميم وتنظيم مكتبات مرافق المطار ، بالإضافة إلى تصميم محطة الركاب ومحطة الشحن ومحطة الإطفاء والمباني الأخرى الموجودة. استخدم الفريق OpenRoads لإنشاء المشروع الهندسي والخريطة السطحية لنظام المدرج لممرات الطرق والممرات وطرق الخدمة.
