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    • 數字孿生建筑是什么意思?數字孿生在建筑行業的應用

      adinnet / 2021-12-16 14:31 /數據可視化

         建筑業是我國國民經濟的重要支柱產業。但我國建筑業工業化、信息化水平較低,生產方式粗放、勞動效率不高、能源資源消耗較大、科技創新能力不足等問題比較突出,建筑業與信息技術、節能技術融合不夠,迫切需要數字孿生、IOT等技術來實現轉型升級。

      一、數字孿生建筑是什么意思?

         “數字孿生建筑”是將數字孿生使能技術應用于建筑科技,簡單講就是利用物理建筑模型,使用各種傳感器全方位獲取數據的仿真過程,在虛擬空間完成映射,以反映相對應的實體建筑的全生命周期過程,具有“精準映射、虛實交互、軟件定義、智能干預”四大特點。

         1、精準映射:數字孿生建筑通過各層面的傳感器布設,實現對建筑的全面數字化建模,以及對建筑運行狀態的充分感知、動態監測,形成虛擬建筑在信息維度上對實體建筑的精準信息表達和映射。

         2、虛實交互:未來數字孿生建筑中,在建筑實體空間可觀察各類痕跡,在建筑虛擬空間可搜索各類信息,建筑規劃、建設以及民眾的各類活動,不僅在實體空間,而且在虛擬空間得到極大擴充,虛實融合、虛實協同將定義建筑未來發展新模式。

         3、軟件定義:數字孿生建筑針對物理建筑建立相對應的虛擬模型,并以軟件的方式模擬建筑人、事、物在真實環境下的行為,通過云端和邊緣計算,軟性指引和操控建筑的電熱能源調度等。

         4、智能干預:通過在“數字孿生建筑”上規劃設計、模擬仿真等,將建筑可能產生的不良影響、矛盾沖突、潛在危險進行智能預警,并提供合理可行的對策建議,以未來視角智能干預建筑原有發展軌跡和運行,進而指引和優化實體建筑的規劃、管理,改善服務。

      二、數字孿生在建筑行業的應用

         基于數字孿生的智慧建筑典型應用場景主要包括:

      數字孿生建筑典型應用場景.jpg

         基于數字孿生技術實現智慧建造的關鍵點可總結如下:

      (1)三維數字模型仿真

         數字孿生技術將帶有三維數字模型的信息拓展到整個生命周期中去,最終實現虛擬與物理數據同步和一致。

      (2)建造工藝流程仿真

         數字孿生形象地稱之為“數字化雙胞胎”,是智能工廠的虛實互聯技術,從構想、設計、測試、仿真、生產線、廠房規劃等環節,可以虛擬和判斷出生產或規劃中所有的工藝流程,以及可能出現的矛盾、缺陷、不匹配,所有情況都可以用這種方式進行事先的仿真,縮短大量方案設計及安裝調試時間,加快交付周期。

      (3)人工智能深度融合

         數字孿生集成了人工智能(AI)和機器學習(ML)等技術,將數據、算法和決策分析結合在一起,建立模擬,即物理對象的虛擬映射。在問題發生之前先發現問題,監控在虛擬模型中物理對象的變化,診斷基于人工智能的多維數據復雜處理與異常分析,并預測潛在風險,合理有效地規劃或對相關設備進行維護。

      (4)智慧建造

         數字孿生技術可實現在建筑物、裝配式工廠產線在沒有建造之前就完成數字化模型,從而在虛擬的賽博空間中對建筑、工廠進行仿真和模擬,并將真實參數傳給實際的建筑和工廠建設過程。建成之后,在日常運維中可借助數字孿生平臺繼續進行信息物理系統的實時交互。

         數字孿生建筑的核心環節在于BIM的應用。建筑信息模型(BIM)是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具和一種信息建模技術,可以實現建筑設計的三維可視化,BIM技術疊加時間軸形成4D模型,進一步疊加成本信息可構筑5D模型,對建筑進行多維度考量,可貫穿建筑全生命周期所有環節。具體到BIM的核心領域,目前國內廠商占建筑結構設計軟件市場優勢,建筑信息化模型軟件市場仍以國外廠商為主。

         未來,隨著以物聯網、人工智能、虛擬現實、城市仿真等為代表的數字孿生體使能技術不斷進步,大數據、云霧計算等基礎設施的不斷完善,“數字孿生建筑”應用成熟度的穩步提升,提供的智慧化應用越來越豐富。

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