Perché usare i gemelli digitali nella costruzione

Tutto ciò che ci circonda sta diventando digitale. Le tecnologie avanzate come l'intelligenza artificiale e Internet of Things (IoT) stanno diventando sempre più parti importanti di ogni settore, processi decisionali più veloci e più efficienti in termini di costi, tempi e tracciabilità. Il passaggio al digitale sta consentendo a ciascun settore di ottenere di più con meno risorse; almeno questo indica ottimizzazione alla ricerca delle più recenti progressi nella potenza e algoritmi intelligenti di calcolo, insieme con gli sviluppi tecnologici in sensori, miniaturizzazione, la robotica e droni, che stanno aiutando anche il settore delle costruzioni per rendersi conto di quanto essi possono combinare il mondo digitale e quello fisico per costruire edifici più economici, più ecologici e più sicuri in meno tempo.

Un esempio di ciò è come i droni consentono l'acquisizione di un gran numero di fotografie in un breve periodo di tempo, il che facilita l'attività di pianificazione. Ma non solo, poiché a seconda del sensore disponibile per il drone, allo stesso tempo si potrebbero ottenere dati con cui modellare le caratteristiche fisiche che danno un maggior valore aggiunto alla semplice fotogrammetria fluida. A questo concetto che sta davvero cambiando il volto dell'industria AEC è quello di "Digital Twins" e recenti esempi di realtà aumentata delle prove Hololens2 che avremo molto di questo oltre l'industria dell'intrattenimento.

Secondo un recente rapporto Gartner, la tendenza del "Digital Twin" si sta avvicinando al "picco delle aspettative". Che altro? Entro gli anni da 5 a 10, la tendenza dovrebbe raggiungere il "Plateau della produttività".

Gartner hype cycle per le tecnologie emergenti 2018

Cos'è un gemello digitale?

Un gemello digitale fa riferimento a un modello virtuale di un processo, prodotto o servizio. Un gemello digitale è un collegamento tra un oggetto del mondo reale e la sua rappresentazione digitale che utilizza continuamente i dati del sensore. Tutti i dati provengono dai sensori situati in un oggetto fisico. La rappresentazione digitale viene quindi utilizzata per la visualizzazione, la modellazione, l'analisi, la simulazione e la pianificazione aggiuntiva.

A differenza della modellazione BIM, il gemello digitale non si rivolge necessariamente a un oggetto con rappresentazione spaziale. Ad esempio, un processo transazionale, un file di una persona o un insieme di relazioni tra parti interessate e unità amministrative.

Certo, il gemello digitale delle infrastrutture è più attraente, almeno nel campo della geoingegneria. Creando un gemello digitale di un edificio, i proprietari di edifici e gli operatori possono prevenire i vari problemi che si verificano all'interno dell'edificio, adottare strategie di costruzione e conseguentemente avere edifici più sicuri. Ad esempio, puoi creare un gemello digitale di un edificio e verificare come reagirà a un grande terremoto. A seconda del risultato, è possibile apportare le modifiche necessarie nell'edificio, prima che si verifichi la calamità e le cose vadano fuori controllo. Ecco come un gemello digitale in un edificio può salvare vite.

Immagine per gentile concessione di: buildingSMARTIn Summit 2019

I gemelli digitali consentono a un progettista di edifici di avere tutte le informazioni relative all'edificio disponibili in tempo reale, associate a un file di vita che include la concezione, la progettazione, la costruzione, la manutenzione e il funzionamento del bene. Fornisce accesso immediato a tutte le informazioni su un sito di costruzione. Aiuta i costruttori a essere sempre sicuri anche delle cose più piccole, come le misure richieste di un raggio.

Come Mark Enzer, CTO, MottMacDonald hanno recentemente condiviso nell'edificio SMARTIn Summit 2019, parlando della frequenza di aggiornamento dei gemelli digitali; "Non si tratta di tempo reale, ma del momento giusto."

Vantaggi dell'uso di gemelli digitali nella costruzione.

L'uso corretto della tecnologia rende sempre più efficienti i processi. Ad esempio, i gemelli digitali, consentendo alle simulazioni di avere il potenziale per trasportare il danno causato da disastri naturali e causati dall'uomo. Possono aiutare i cittadini a condurre una vita più sicura. Ad esempio, nel caso di infrastrutture in cui si suppone che ci sia molto traffico, attraverso l'uso di software di simulazione pedonale, possiamo prevedere quando e dove ci sarà più congestione. Introducendo i cambiamenti necessari nel modello digitale dell'infrastruttura, è possibile ottenere maggiore sicurezza, efficienza e minori costi operativi nella costruzione e manutenzione del bene.

I vantaggi dell'utilizzo di gemelli digitali nella costruzione sono molti. Alcuni di loro sono dettagliati di seguito:

Monitoraggio continuo dei progressi della costruzione.

Il monitoraggio in tempo reale di un cantiere mediante un gemello digitale verifica che il lavoro completato sia coerente con i piani e le specifiche. Con i gemelli digitali, è possibile tracciare i cambiamenti in un modello così com'è costruito, ogni giorno e ogni ora, e in caso di qualsiasi deviazione, si può agire immediatamente. Inoltre, le condizioni del calcestruzzo, le crepe nelle colonne o qualsiasi spostamento di materiale in cantiere possono essere facilmente verificati in un gemello digitale. Tali scoperte portano a ulteriori ispezioni e problemi vengono rilevati più rapidamente, portando a soluzioni più efficaci.

Uso ottimale delle risorse.

I gemelli digitali portano persino a una migliore allocazione delle risorse e aiutano le aziende a evitare di perdere tempo produttivo nei movimenti e nella gestione di materiali non necessari. Con l'uso di questa tecnologia, l'allocazione eccessiva può essere evitata ed è anche più facile prevedere dinamicamente i requisiti delle risorse sul sito.
Anche l'uso dell'attrezzatura può essere monitorato e l'inutilizzato può essere rilasciato per altri lavori. Ciò consente di risparmiare tempo e denaro.

Monitoraggio della sicurezza

La sicurezza è una grande preoccupazione nei cantieri. I gemelli digitali, consentendo alle aziende di rintracciare persone e luoghi pericolosi in un cantiere, aiutano a evitare l'uso di materiali e attività pericolose in aree pericolose. Sulla base di informazioni in tempo reale, è possibile sviluppare un sistema di notifica anticipata che consente al responsabile della costruzione di sapere quando un lavoratore sul campo si trova in una zona non sicura. È inoltre possibile inviare una notifica al dispositivo portatile del lavoratore per evitare che si verifichi un pericolo.


I vantaggi dell'utilizzo della tecnologia digitale gemellare nella costruzione sono numerosi. Le vecchie abitudini sono difficili, ma per ottenere una maggiore efficienza nella costruzione, è necessario passare al digitale. L'uso della tecnologia digitale gemellare può portare immensa innovazione allo sviluppo delle infrastrutture e portare la qualità e l'efficienza a nuovi livelli. L'industria deve prepararsi e adattarsi al cambiamento dell'ambiente digitale!

Un esempio

Abbiamo avuto l'opportunità di intervistare i colleghi brasiliani l'anno scorso, a Londra. Utilizzando un gemello digitale, il Governatore José Richa Airport (SBLO) del Brasile, il quarto aeroporto più grande del Brasile meridionale è in grado di gestire meglio i dati degli aeroporti e ottenere una maggiore efficienza nelle sue operazioni.
Sentendo la necessità di organizzare meglio i dati aeroportuali, l'operatore dell'aeroporto SBLO, Infraero, ha deciso di creare un gemello digitale che fungesse da griglia di realtà e archivio centrale per tutti i dati aeroportuali, incluse infrastrutture, edifici, sistemi di costruzione , strutture e mappe e dati di gestione.

BIM e GIS insieme alle applicazioni Bentley sono stati utilizzati per modellare le strutture 20 esistenti, che coprono più di 920,000 metri quadrati di superficie aeroportuale. Hanno anche modellato una pista di decollo e atterraggio, due cantieri di aviazione e il sistema di taxiway e le strade di accesso. Il team del progetto ha quindi creato un database parametrico per supportare la pianificazione e migliorare la gestione del progetto.
Il team del progetto ha creato un gemello digitale dell'aeroporto che include uno schermo di realtà aeroportuale e un archivio centrale per tutti i dati dell'aeroporto. Il repository centrale aiuta gli utenti a identificare con precisione la posizione dei sistemi all'interno dell'infrastruttura aeroportuale, migliorando la gestione aziendale con operazioni sicure ed efficienti. Il gemello digitale semplificherà inoltre tutti i futuri progetti di infrastrutture aeroportuali interne, nonché i processi di pianificazione e gestione. Con l'aiuto del gemello digitale, Infraero può ridurre i costi di manutenzione e ottenere un migliore funzionamento aeroportuale presso SBLO. Il team del progetto prevede di risparmiare più di BRL 559,000 all'anno con il suo gemello digitale. L'organizzazione prevede anche di vedere un aumento della sua redditività.

Software utilizzato

ProjectWise è stato utilizzato per creare la piattaforma di integrazione aeroportuale, che è servita come ambiente dati connesso del progetto. La capacità di importazione del cloud cloud MicroStation ha permesso al team di creare la griglia di realtà di tutte le strutture aeroportuali utilizzando nuvole di punti. OpenBuildings Designer (precedentemente AECOsim Building Designer) ha contribuito alla progettazione e all'organizzazione di librerie di strutture aeroportuali, nonché alla modellazione di terminal passeggeri, terminal merci, caserma dei vigili del fuoco e altri edifici esistenti. Il team ha utilizzato OpenRoads per creare il progetto geometrico e la mappa di superficie del sistema di piste per piste, vie di rullaggio e strade di servizio.

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