Cyfrowe bliźniaki przełomem w projektowaniu nowoczesnych budynków

Zespół finansowanego ze środków UE projektu wykorzystał możliwości, jakie oferuje technologia cyfrowego bliźniaka, do usprawnienia działalności budowlanej dzięki rozwiązaniu problemów związanych z niebezpiecznymi warunkami pracy, wpływem na środowisko i niedokładnym szacowaniem kosztów.

Gospodarka cyfrowa

Mimo że od dziesięciu lat na rynku budowlanym notowany jest imponujący wzrost, sektor ten zmaga się z zastojem pod względem produktywności. Wynika to w dużej mierze ze zwiększonych kosztów robocizny, nieefektywnych warunków pracy, malejącego zainteresowania ze strony młodszego pokolenia i wyzwań związanych z bezpieczeństwem. Jednak wraz ze wzrostem liczby ludności na świecie potrzeba poprawy bezpieczeństwa, wydajności i zrównoważonego charakteru budownictwa staje się coraz większą koniecznością.

Dokładne, elastyczne i responsywne narzędzie do zarządzania projektami budowlanymi

Finansowany przez Unię Europejską projekt BIMprove powstał z myślą o pokonaniu tych wyzwań. „Misją projektu BIMprove było stworzenie dynamicznego metrycznego modelu budynku – cyfrowego bliźniaka – który oferuje możliwości wykraczające poza statyczne modelowanie informacji o budynkach (BIM)”, zaznacza koordynator projektu Gabor Sziebig. „Ta innowacyjna technologia zapewnia monitorowanie placu budowy w czasie rzeczywistym, bardziej efektywne planowanie wykorzystania zasobów oraz lepsze rozplanowanie pracy”. Łączenie różnych technologii – sztucznej inteligencji, rzeczywistości rozszerzonej/wirtualnej, bezzałogowych statków powietrznych i wyrobów do noszenia na ciele – ułatwia przeprowadzenie cyfrowej transformacji w sektorze budowlanym. Dzięki dostępowi do informacji w czasie rzeczywistym osoby odpowiedzialne za plac budowy są w stanie identyfikować i przewidywać wystąpienie potencjalnych problemów na wczesnym etapie, skutecznie kontrolować zasoby i minimalizować ilość odpadów – a wszystko to przy zachowaniu wysokich standardów bezpieczeństwa.

Elementy systemu

Jeśli chodzi o zaplecze sprzętowe, system oparty na cyfrowych bliźniakach zawiera usługę integracji danych w chmurze. Platforma ta posiada modułowe interfejsy programowania aplikacji, które pozwalają na wymianę informacji i przetwarzanie danych. Z kolei roboty naziemne i drony są wykorzystywane do rejestrowania informacji wizualnych na placach budowy. Zarówno roboty, jak i drony wykorzystują system planowania tras do poruszania się po miejscu pracy, gdzie służą do przechwytywania obrazów, skanowania 3D w celu uzyskania chmur punktów i dostarczania zdjęć termowizyjnych. Aby zdalnie sterować robotem i uruchamiać autonomiczne funkcje z dużej odległości, opracowano nowe połączenie oparte na pasmie Wi-Fi 2,4 GHz z anteną o wyższym zysku energetycznym. Aby rozwiązać kwestię braku bezwzględnego położenia i orientacji dronów wewnątrz budynku, członkowie projektu opracowali bazę lądowania modelowaną w systemie BIM. Pomaga to prawidłowo zlokalizować dron i dostosować jego pokładowe przyrządy pomiarowe do globalnego układu. Ładowanie drona odbywa się w stacji bazowej w sposób automatyczny po jego wylądowaniu. Zespół projektu opracował również technologię umożliwiającą monitorowanie aktywności pracowników za pomocą mobilnych nadajników (beaconów) wbudowanych w kaski oraz stacjonarnych nadajników instalowanych w stropie, centralnie w strefach objętych ich zasięgiem. Ten system oparty na beaconach umożliwia rejestrowanie i wyświetlanie informacji o obecności pracowników w czasie rzeczywistym, przy czym można zwiększyć jego skalę i stosować nawet na rozległych placach budowy.

Wpływ projektu na inne obszary

Projekt BIMprove odegrał kluczową rolę w zwiększeniu wydajności operacyjnej w sektorze budowlanym, eliminując ponad 78 % głównych przyczyn nieefektywności w tej branży. Ponadto przygotował grunt pod proces normalizacji cyfrowych bliźniaków w skali Europy. Dzięki niemu rozpoczęto również opracowanie porozumienia roboczego CEN (CWA) w zakresie znaczników pozycji do zastosowań cyfrowych na placach budowy, monitoringu strukturalnego i zastosowań BIM. Pomoże to w wykorzystaniu dronów i robotów na placach budowy. Zespół projektu BIMprove nawiązał również współpracę z Komitetem Technicznym CEN nr 442 ds. modelowania informacji o budynkach (BIM (CEN/TC 442) oraz z działającą w ramach tego komitetu Grupą Roboczą ds. cyfrowych bliźniaków w budownictwie (CEN/TC 442/WG 9). „Narzędzia opracowane w ramach projektu BIMprove pozwalają na eliminację ponad 90 % czynników przyczyniających się do wypadków mających miejsce na budowach, dzięki czemu wpisują się w działania zmierzające do zmniejszenia liczby wypadków o 50–80 %. Wpływ projektu BIMprove rozciąga się również na redukcję kosztów projektów budowlanych, eliminując ponad 65 % głównych przyczyn przekroczenia zakładanych kosztów inwestycji. Szacowany wpływ nowo opracowanych technologii na te czynniki ograniczające nieefektywność wynosi 87 %”, podsumowuje Sziebig.