Fra konsept til en Digital Tvilling-løsning
Digitale Tvillinger representerer et konsept som gir en virtuell gjenspeiling av virkelige eiendeler og deres omgivelser. Med mange fordeler på tvers av ulike bransjer, inkludert byggebransjen, har Digitale Tvillinger et stort potensial. Til tross for disse fordelene er det mange brukere som ikke er klar over prosessen som ligger bak skapelsen av en Digital Tvilling. I denne serien tar vi sikte på å dykke dypere inn i de ulike trinnene som er involvert i å skape en Digital Tvilling. I denne artikkelen vil vi gi deg mer innsikt i Digitale Tvilling-løsning. I de forrige artiklene ga vi deg mer informasjon om kravene til en Digital Tvilling, Digital Tvilling-data og Digital Tvillinger-visualiseringer.
Digital Tvilling og Fysisk Bomiljø
Ved å bruke åpne datakilder sammen med visualiseringsverktøy kan vi skape en 3D-visning av de fysiske omgivelsene. Denne 3D-visningen danner grunnlaget for mange av våre Digitale Tvilling-applikasjoner. Det fysiske bomiljøet kan inkludere bygninger, veier, vannveier, trær og andre fysiske objekter. Omfanget og dybden av tilgjengelige datakilder kan imidlertid variere fra sted til sted.
Bygget miljø
Det bygde miljøet omfatter bygninger og konstruksjoner. Et 3D-datasett kan programmeres når bygningers grunnplan og punktdatasett er tilgjengelige. Avhengig av de tilgjengelige dataene, kan det bygde miljøet berikes med for eksempel gateinventar (som gatelys, benker og søppelkasser), vindmøller og elektrisitetsmaster.
Underjordisk miljø
Undergrunnen spiller en viktig rolle for mange romlige utfordringer. Digitale Tvillinger viser data om jordtyper og grunnvannsnivåer, men også underjordiske nettverk og infrastrukturer. Nederland gir the Key Registry of the Subsurface (BRO) omfattende data om undergrunnen på nasjonalt nivå. Les mer om Digitale Tvillinger for undergrunnen her.
Regional kontekst
Kartlag med informasjon om veinettverk, vegetasjon/trær, flyfoto og andre regionale data inkluderes for å gi en bredere kontekst av det fysiske bomiljøet.
Digital Tvilling sanntidsinnsikt
I tillegg til å se ut som den virkelige verden, bør en Digital Tvilling også oppføre seg som den virkelige verden. Fra et dataperspektiv bidrar sensordata og Internet of Things (IoT) til å gjøre miljøet dynamisk og bringe den Digitale Tvillingen til liv. Sanntidsdata gjør det mulig for brukere å overvåke tilstanden til den Digital Tvillingen og reagere på endringer. Disse eksemplene på Digital Tvilling gir deg mer innsikt i bruken av sanntidsdata:
Trafikk og parkeringsplasser
For byen Nantes har vi visualisert trafikk- og parkeringssituasjonen i sanntid. Disse dataene, som vises på kartgrensesnittet og i et detaljert dashbord, muliggjør informerte beslutninger angående trafikkstyring og bruk av parkeringsplasser.
Skipstranspondere
Bevegelsen av skip på vannveiene spores kontinuerlig via et automatisk identifikasjonssystem (AIS). AIS-dataene kan brukes til å visualisere skipenes nåværende posisjon i en Digital Tvilling. En tidslinje gjør det mulig å vise skipenes bevegelser over tid. AIS-dataene kan også brukes til å forutsi skipenes fremtidige posisjoner og simulere virkningen av lave eller høye vannivåer på skipstrafikken.
Grunnvannsnivåer
Grunnvannsnivået er relevant for samfunnsutfordringer som dikestabilitet, avlingsvekst og ferskvannstilgjengelighet. Overvåkingsbrønner kan brukes til kontinuerlig måling av grunnvannsnivåer på et sted. Sensordata fra overvåkingsbrønner kan gi innsikt i sanntids- og historiske grunnvannsnivåer. Med denne Digitale Tvillingen gir vi forbedret innsikt i dikestabilitet for å støtte overvåking og beskytte landet mot oversvømmelser.
Digital Tvilling-prediksjon og Digital Tvilling-simulasjon
Med Digital Tvilling-rammeverket kan vi vise den nåværende situasjonen og vise dynamiske endringer i systemet over tid. Likevel er det ikke alltid nok å vise data på kartet og over tid. For å få enda dypere innsikt kan Digital Tvilling-infrastrukturen også brukes til å simulere forskjellige scenarier og lage prediksjoner av en Digital Tvilling. Vi er glade for å kunne dele noen eksempler på Digital Tvilling-simuleringer:
Subsurface Modelling
For en Digital Tvilling-prediksjon av undergrunnen bruker vi modeller av undergrunnen for å forutsi jordtypene ved fremtidige graveprosjekter. Med denne informasjonen kan entreprenører for eksempel utforske muligheter for å resirkulere jord allerede før gravearbeidet har startet. På denne måten stimulerer og forutsier den Digitale Tvillingen en mer sirkulær og bærekraftig bruk av jordressurser. Sogelink vant forsknings- og utviklingsprisen for denne løsningen under BIM World Conference 2024 i Paris.
Flomvern-stabilitet
Vannsikkerhet er en stor bekymring på grunn av stigende havnivåer. Digital Tvilling simulerer virkningen av ulike scenarier på stabiliteten til flomvern. For å gjøre dette har vi koblet en Digital Tvilling med fysiske objektmodeller og atferdsmodeller. Med disse modellene kan simuleringer kjøres for å forutsi potensielle sviktscenarier som sklidning, sprekking og piping, noe som bidrar til proaktive risikoreduseringsstrategier.
Prognoser for byggeprosjekters livssyklus
Effektiv forvaltning av infrastrukturelle eiendeler avhenger av forståelsen av deres stabilitet over tid. DREAM-verktøyet gir et grensesnitt for brukere til å evaluere stabiliteten av eiendelene gjennom hele livssyklusen ved å koble til beregningsverktøy basert på FMECA-metoden (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis). Med denne kombinasjonen forutsier den Digitale Tvillingen livssyklusen til konstruksjoner.
Integrasjon av Digital Tvilling med BIM-GIS
Eiendomsforvaltning innebærer vanligvis en kombinasjon av sanntidsdata og prediktiv modellering. En Digital Tvilling kan brukes til å overvåke og forutsi stabiliteten til konstruksjoner gjennom integrasjonen av BIM-modeller i GIS-verdenen.
Visualisering av BIM-modeller
For integrasjonen av Digital Tvilling må BIM-modeller konverteres. BIM-modeller kan konverteres til 3D Tiles ved hjelp av et verktøy pg2b3dm, men krever ofte spesialisert forbehandling for å sikre korrekt georeferering. Gitt de ulike filformatene til BIM-modeller, som IFC, Revit, DWG, DXF, OBJ eller DAE, kan forbehandlingen være kompleks. Derfor utforsker vi for øyeblikket direkte integrasjon av IFC-modeller i Digitale Tvillinger gjennom IFC.JS.
Sensorer i infrastrukturelle eiendeler
I samarbeid med Rijkswaterstaat i Nederland har vi integrert ulike BIM-modeller av infrastrukturelle objekter i Digital Tvilling. Infrastrukturelle eiendeler overvåkes ofte med mange sensorer som måler for eksempel belastning, temperatur og vibrasjoner. En Digital Tvilling kan bruke sensordataene til å gi informasjon om vedlikeholdsbehov gjennom et sett med nøkkelindikatorer (KPIs).
Stressmodellering
For Moerdijkbroen, har vi integrert en Finite Element Model (FEM) i en Digital Tvilling som forutsier belastning i broen under forskjellige trafikkbelastninger. Disse resultatene synkroniseres med BIM-modellen, og gir detaljerte innsikter i stressfordelingen over hele strukturen. Ved å identifisere sensitive områder kan administratorer proaktivt implementere forebyggende tiltak.
Romlig planlegging med Digital Tvilling
Romlig planlegging krever vanligvis integrasjon av mange forskjellige datasett. Digitale Tvillinger kan gi en helhetlig oversikt over miljøet og støtte beslutningsprosesser. Dette inkluderer funksjoner som å sammenligne designalternativer eller justere parametere.
Siden Digital Tvilling-infrastrukturen følger åpne standarder, er den ikke begrenset til 3D-visualiseringsapplikasjoner. En Digital Tvilling er ikke det samme som en 3D-visning. Andre analytiske applikasjoner, som interaktive dashbord, kan kobles til Digital Tvilling-infrastrukturen for komplekse dataanalyser. Vi er glade for å kunne nevne noen eksempler:
Multikriterieanalyse (NOVEX)
En måte å støtte romlig planlegging på er å utføre interaktive analyser gjennom H3-analyse — en type geografisk analyse basert på heksagonale rutenett. Denne tilnærmingen gjør det mulig med multikriteriebeslutningstaking som tar hensyn til en rekke ulike parametere. I Nederland har vi brukt denne metoden for å utforske scenarier for NOVEX-områder, som er regioner identifisert for strategisk romlig utvikling og vekst.
Geodesign
Digitale Tvillinger har tegneverktøy for å lage og redigere romlige planer. Basert på alle tilgjengelige data kan brukere utforme romlige planer på en målrettet og informert måte. Design kan eksporteres fra en Digital Tvilling direkte til Geodesign Hub plattformen. Geodesign Hub er en nettbasert plattform for samarbeid om romlig planlegging.
Digital Tvilling for smarte byer
I Smart City-initiativer driver sanntidsdata byadministrasjonen. Analytiske notatbøker, inkludert Jupyter, ObservableHQ, eller det tilpassede verktøyet Cousteau, spiller en viktig rolle. Disse applikasjonene muliggjør interaktiv utførelse av kodeblokker, viser resultater gjennom diagrammer eller innebygde kart, og letter sporing av sanntids- og historiske mobilitetsdata i byområder.
Eksempler på Digitale Tvillinger
Basert på alle innsiktene ble det utviklet forskjellige bruksområder med støtte fra Digital Tvilling. Vi har samlet noen av de viktigste eksemplene på Digitale Tvillinger:
Digitale Tvillinger for datadrevet eiendomsforvaltning
Et av de mest lovende eksemplene på Digital Tvilling er datadrevet eiendomsforvaltning. Ved å samle inn og analysere sanntidsdata kan selskaper forutsi vedlikeholdsbehov for eiendeler som broer. Med en Digital Tvilling for eiendomsforvaltning kan administratorer ta forebyggende tiltak og redusere driftskostnader. Les i vår Moerdijkbrug-sak hvordan vi brukte en Digital Tvilling for datadrevet eiendomsforvaltning.
Digital Tvilling for undergrunnen
Et annet eksempel på en Digital Tvilling er Digital Tvilling for undergrunnen. Takket være the Subsurface Key Registry (BRO) er det mulig å integrere undergrunnsdata i Digitale Tvillinger. Med denne Digitale Tvillingen for undergrunnen blir det mulig å forstå for eksempel stabiliteten til diker og flomvern. Ved å kartlegge og modellere undergrunnen i 3D kan administratorer gripe inn i tide og minimere risiko. Les mer om vår ekspertise på Digitale Tvillinger for undergrunnen her.
Digital Tvilling-løsning: Nøkkelpunkter
- Åpne datakilder og visualiseringsverktøy muliggjør opprettelsen av 3D-representasjoner av våre fysiske omgivelser, som danner grunnlaget for Digitale Tvilling-applikasjoner. Fra det bygde miljøet, beriket med detaljer som gateinventar og infrastruktur, til undergrunnsdata som avslører jordtyper og grunnvannsnivåer, gir Digitale Tvillinger innsikt i ulike romlige utfordringer.
- Sanntidssensordata og IoT-integrasjon gir liv til Digitale Tvillinger, og muliggjør dynamiske miljøer og informerte beslutningsprosesser. Fra visualisering av trafikk og parkering i byer som Nantes til sporing av skipsbevegelser og prognoser for vannivåer, gir sanntidsinnsiktene brukerne ekstra innsikt.
- Digital Tvilling-rammeverket går utover å vise aktuelle data. Dette rammeverket muliggjør dynamiske endringer, opprettelse av simuleringer og prediktiv analyse. For eksempel gjør prediktiv modellering av undergrunnen det lettere å ta informerte beslutninger i graveprosjekter, noe som fremmer bærekraftig forvaltning av jordressurser. I tillegg bidrar simulering av flomvern-stabilitet til proaktiv risikohåndtering, noe som er viktig i møte med stigende havnivåer.
- Integrering av BIM med GIS i Digital Tvilling-rammeverket forbedrer eiendomsforvaltningen ved å kombinere sanntidsdata og prediktiv modellering. Denne integreringen gjør det mulig å overvåke og forutsi stabiliteten til konstruksjoner.
- Digitale Tvillinger optimaliserer romlig planlegging ved å gi omfattende innsikt og støtte beslutningsprosesser. Utover 3D-visualiseringer muliggjør Digitale Tvillinger komplekse dataanalyser og integrasjon med ulike analytiske applikasjoner.
FAQ Digital Tvilling-løsning
- Hvordan kan Digitale Tvillinger støtte eiendomsforvaltning?
Ved å samle inn og analysere sanntidsdata gjør Digitale Tvillinger det mulig med prediktivt vedlikehold, som lar selskaper ta informerte beslutninger og redusere driftskostnadene.
- Hvilken rolle spiller Digitale Tvillinger i romlig planlegging?
Digitale Tvillinger gir en helhetlig oversikt over miljøet, og støtter romlige planleggingsbeslutninger ved å integrere forskjellige datasett og muliggjøre funksjoner som sammenligning av designalternativer og justering av parametere.
- Hvilke applikasjoner finnes for Digitale Tvillinger?
Digital Tvillinger har mange bruksområder, inkludert eiendomsforvaltning og initiativer for smarte byer.
- Hvordan integreres Digitale Tvillinger med andre teknologier?
Digitale Tvillinger kan integreres med BIM (Bygningsinformasjonsmodellering), GIS (Geografiske informasjonssystemer), IoT (Tingenes internett) og analytiske applikasjoner for å forbedre funksjonaliteten og gi dypere innsikter.
- Hvilke analytiske verktøy brukes i datasenteret til den Digitale Tvillingen?
Analytiske verktøy inkluderer datafusjon for å kombinere datasett, KI og maskinlæring for dataanalyse, samt prediktiv modellering for å simulere systemoppførsel under ulike forhold.
Besøk vår FAQ-side om Digitale Tvillinger for flere ofte stilte spørsmål om Digitale Tvillinger.