išmanioji erdvė

IŠMANIOJO PASTATO STUBURAS – SKAITMENINIS DVYNYS

Agnė TAMAŠAUSKAITĖ

Atsižvelgiant į sparčią šių dienų plėtrą, kyla esminis klausimas – kaip užtikrinti, kad pastatas technologiškai nepasentų ir galėtų prisitaikyti prie naujų reikalavimų ateityje? Didžiausias iššūkis ir siekiamybė tampa planuoti ir tvarkyti pastato duomenis, atsižvelgiant į ateities poreikius. Šiandien jau turime ir vis plačiau naudojame įrankį, kuris kaip niekas kitas palengvina šį nuolatinio optimizavimo procesą. Jis žinomas kaip skaitmeninis dvynys.

Skaitmeninių dvynių konceptas sparčiai populiarėja tarp skirtingų sričių įmonių. Plečiantis pasaulio skaitmeninei aplinkai, šie virtualūs atitikmenys bus vis svarbesni kuriant optimalius sprendimus, kurie anksčiau buvo neįsivaizduojami. Skaitmeniniai dvyniai leidžia ne tik sukurti, modeliuoti ir pagaminti produktus greičiau nei anksčiau, bet ir pagerinti jų ekonomiškumą, našumą, tvirtumą ar suderinamumą su aplinka. Virtualusis dvynys taip pat gali lydėti objektą kaip skaitmeninis šešėlis per visus jo gyvavimo etapus – nuo projektavimo iki gamybos, eksploatavimo, priežiūros ir net perdirbimo. Tai sklandžiai sujungia gaminį, gamybą ir našumą.

PNGitem iliustracija

SKAITMENINIS DVYNYS

Virtualus realaus pastato modelis Veikia realaus pastato fizinę būseną ir funkcionavimą Teikia informaciją apie unikalias realaus statinio savybes, susietas su konkrečiais to statinio aspektais ir poreikiais Nuolat atsinaujina pagal pastato būsenų, sąlygų ir (arba) konteksto pokyčius

Teikia informaciją ir ją susistemina pasitelkdamas vizualizavimą, analizes, numatomas prognozes ar galimą optimizavimą

Skaitmeninė realaus objekto kopija

Taigi, kas yra skaitmeninis dvynys? Tai programinės įrangos projektavimo modelis, atvaizduojantis fizinį objektą, kurio tikslas yra suprasti originalaus objekto būseną, reaguoti į pokyčius, pagerinti jo veikimą ir sukurti pridėtinę vertę. Kitaip tariant, tai skaitmeninė realaus pasaulio objekto ar sistemos kopija, sukurta pasitelkiant programinę įrangą.

Kuo tai skiriasi nuo mums įprasto virtualaus modeliavimo? Skaitmeninis dvynys prasideda kaip modeliavimas, tačiau skirtumas tarp skaitmeninio modeliavimo ir skaitmeninio dvynio yra atnaujinimai realiuoju laiku. Naudodami modeliavimą, galime atlikti modeliuotos fizinio objekto versijos bandymus ir vertinimus. Tačiau modeliavimas yra statinis. Kitaip tariant, jis atsilieka nuo fizinio objekto, nebent kaskart įvedame naujų parametrų.

Skaitmeninis dvynys realiuoju laiku gauna atnaujinimus iš fizinio objekto, proceso ar sistemos. Todėl atliekami bandymai, vertinimai ir analizės darbai yra pagrįsti realiomis sąlygomis. Kadangi skaitmeninio dvynio būsena dinamiškai kinta, kai jis gauna naujus duomenis iš fizinio pasaulio, jis bręsta, todėl gaunami tikslesni ir vertingesni rezultatai. Sukūrus skaitmeninį dvynį, galima statyti greičiau, optimizuojant kaštus ir tuo pat metu pasiekti daug daugiau lankstumo, o naudojant jį skirtingiems bandomiesiems scenarijams, galima atlikti šiandien arba ateityje reikalingus pakeitimus.

Neatsiejama ateities architektūros dalis

Skaitmeninimas leidžia išmaniesiems pastatams suprasti aplinką ir bendrauti su vartotojais. Viskas, kas vyksta pastatuose, yra stebima ir registruojama vis tiksliau: įvairios išmaniosios sistemos, elektros instaliacijos ir tūkstančiai jutiklių nuolat teikia informaciją apie esamą sistemų būklę ir bendrus rodiklius pastatuose. Šie duomenys gali būti panaudoti energijos taupymui, optimizuojant pastate esančių žmonių komfortą arba siekiant užtikrinti maksimalų saugumą. Tačiau šiandien įmanoma ir daugiau. Pasitelkiant dirbtinį intelektą, skaitmeninis pastato dvynys leidžia pamatyti potencialius gedimus, numatyti galimus sprendimo būdus ar reikiamus pokyčius ateityje. Kartu su kitomis technologijomis skaitmeniniai dvyniai gali pasiūlyti tikrai išsamų supratimą apie tai, ką reikia tobulinti, o skaitmeninio dvynio potencialas veikti kartu su dirbtiniu intelektu įgalina naujas išmaniosios architektūros projektavimo galimybes.

Miestų planavimo įrankis

Skaitmeninių dvynių fenomeno atsiradimas atnešė didelių pokyčių ir miesto planavimo procese. Jis pateikia miestą dinamiška, virtualia forma, kurioje įvertintas kiekvienas elementas iš istorinio audinio, naujų statinių, esamo ir projektuojamo viešojo transporto. Visi kompleksiški miesto elementai sudaro vieną trimatį modelį. Jame ne tik pateikiami pagrindiniai kraštovaizdžio elementai, bet ir dažnai neįvertintos sąlygos, tokios kaip šviesa, kintanti paros metu, taip pat kintantys šešėliai ar visa miesto augmenija.

Skaitmeninį dvynį sudaro trys pagrindiniai komponentai: vizualizacija, prognozavimas ir diagnostika. Tai suteikia galimybę modeliuoti ir išbandyti miesto kraštovaizdžio modifikacijas prieš jas įgyvendinant. Jis gali numatyti, kaip struktūros pokyčiai gali paveikti aplinką. Iš esmės tai yra puikus kruopštaus miesto planavimo metodas, mažinantis sąstingį ir užtikrinantis, kad miestas toliau darniai vystytųsi. Skaitmeninis dvynys iš esmės yra ateities miestas, leidžiantis priimti pažangius sprendimus miestų planavimo procese.

Kaip tai veikia?

Kaip skaitmeninis dvynys renka šią informaciją, kurią vėliau galime tikslingai panaudoti? Tam pasitelkiama vadinamųjų karštųjų duomenų (angl. Hot data) forma – terminas, vartojamas apibūdinti duomenims, kurie yra greitai prieinami, lengvai perduodami tam tikroje sistemoje ir tiesiogiai susiję su modeliu. Daug šių duomenų galima surinkti naudojant daiktų interneto (IoT) įrenginius. Jie išgauna duomenis iš fi zinių jutiklių, kurie gali rinkti tokią informaciją kaip oro kokybė, drėgmė, patalpų užimtumas, inžinerinių tinklų veikimas, energijos sąnaudos ir kt. Tokia renkama informacija kuria į vartotoją orientuotą projektavimo procesą, bei įrodymais pagrįstą dizainą tam, kad geriau atitiktų architektūros, kuriamos žmonėms, poreikius.

SKAITMENINĮ DVYNĮ SUDARO TRYS PAGRINDINIAI ELEMENTAI:

Praeities duomenys – atskirų įrenginių, bendrų procesų ir konkrečių sistemų istoriniai našumo duomenys.

Dabartiniai duomenys – realaus laiko duomenys iš integruotų jutiklių ar kitų verslo padalinių sistemų, įskaitant klientų aptarnavimą ir pirkimus.

Ateities duomenys – mašininis mokymasis ir inžinierių įvestis.

1 2

3

Visi duomenys vienoje vietoje

Kaip ir daugelio įdomiausių šiandienos naujovių atveju, duomenys yra skaitmeninių dvynių technologijos pagrindas. Daug duomenų. Anksčiau tai buvo kelių dešimčių duomenų taškų sujungimas pastatuose, o šiandien jau kalbame apie dešimtis, kartais net šimtus tūkstančių duomenų taškų. Akivaizdu, kad skaitmeninių dvynių kon-

NAUDOJIMO PRANAŠUMAI

• Padidėjęs įrangos ir gamybos patikimumas • Padidėjęs produktyvumas • Sumažėjusi rizika įvairiose srityse • Sumažinamos priežiūros išlaidos, numatant problemas prieš įvykstant gedimams • Greitesnis gamybos laikas • Patobulintas klientų aptarnavimas, nes jie gali nuotoliniu būdu konfigūruoti objektus • Pagerinta kokybė ir patobulinta įžvalga apie objektų eksploatacines savybes keliose realaus laiko aplinkose • Efektyvesnės tiekimo ir pristatymo grandinės • Naujos medžiagos = naujos savybės

cepcija gali išnaudoti visą savo potencialą tik tada, kai visi pastato duomenys yra saugomi ir pasiekiami vienoje vietoje.

Skaitmeninis dvynys veikia kaip centrinė duomenų bazė, kurioje saugoma visa informacija, kuri anksčiau buvo saugoma ir tvarkoma skirtingose, konkrečioms programoms skirtose duomenų bazėse. Tai – patikimas ir lengvai pasiekiamas visos informacijos apie pastatą šaltinis, tarsi būsimo išmaniojo pastato stuburas.

Apibendrinant

Skaitmeninių dvynių koncepcija yra naudinga visomis prasmėmis, ją galima naudoti tiek didelės, tiek mažos apimties pastatų projektuose. Tai auganti tendencija. Vis daugiau įmonių pripažįsta skaitmeninių dvynių vertę, kurią jie gali suteikti savo produktams ir paslaugoms, o naujų žaidėjų įtraukimas čia taps vis svarbesnis. Plečiantis skaitmeninių dvynių naudojimui, jau kuriami lengviau pritaikomi įrankiai ir analizės būdai, kad būtų pasiekti geresni rezultatai. Ši sparti plėtra galiausiai padės sumažinti riziką visose srityse, o statybų sektorius galės pasinaudoti visa skaitmeninės transformacijos teikiama nauda, tokia kaip gebėjimas vystytis, pasiūlyti naujas paradigmas, kaip mes vizualizuojame pastatus ir aplinką. Tai – architektūra su fi zinės formos nebuvimu.

www.utu.lt

20EN0059CME

Dizainas

nepavaldus laikui

Berker jungiklių serijos – grožis, slypintis paprastume. Jungikliai su išmaniųjų įdėklų sistema užtikrina visų svarbių valdymo funkcijų kontrolę namuose.

Dėka daugybės dizaino variantų įgyvendinamos individualios architektūrinės koncepcijos ir sudėliojami akcentai interjere.