Что такое цифровой двойник и как он связан с информационной моделью здания (BIM)? Какую роль играют BIM в Facility Management? И что нужно для того, чтобы создать цифровой двойник здания?
Что такое цифровой двойник здания и зачем он нужен?
Цифровой двойник — это интегрированная модель, которая содержит актуальную информацию о конструкции и состоянии объекта или процесса. Цифровые двойники помогают в реальном времени управлять сложными технологическими узлами, устройствами и сооружениями. Цифровой двойник может быть у офисного центра, города и даже железнодорожной сети.
Смысл создания цифрового двойника здания в том, чтобы получить такую модель данных, с которой можно взаимодействовать как с реальным объектом. Тяжело менять колеса на ходу. Цифровой модель позволяет прогнозировать эффект от изменений, а также получать данные о состоянии объекта, не выводя его из эксплуатации.
Цифровые двойники — это сложная технология, которая зависит от качества и достоверности данных. Проектная команда не просто создает 3D модель здания, но динамическую модель, которая непрерывно взаимодействует с внешней средой, изменяется и являются частью нормированных технологических процессов.
Данные — это основа любого цифрового двойника. Чем больше данных будет накоплено в процессе проектирования, эксплуатации и утилизации объекта, тем более точным будет цифровая копия объекта. Также важно понимать, что цифровой двойник существует в парадигме жизненного цикла изделия, поэтому этапы проектирования и эксплуатации должны быть тесно связаны друг с другом, чтобы поток данных был структурированным, управляемым и полезным с точки зрения анализа.
BIM — основа цифрового двойника, но не единственная
Цифровые двойники встречаются в любой отрасли — от тяжелого машиностроения до производства медицинского оборудования. Строительство не исключение, однако у цифровых двойников зданий есть своя специфика.
- Во-первых, это дорогостоящие объекты. Строительство аэропорта или небоскреба — проект на сотни миллионов долларов.
- Во-вторых, это сложные инженерные сооружения с огромным количеством оборудования внутри.
- В-третьих, в строительство зданий участвует сотни людей уже на этапе проектирования.
Чтобы упростить задачи проектирования, строительства и приемки объектов недвижимости появилась концепция BIM — информационной модели здания. Это некий цифровой пространственный объект, как правило трехмерная модель, вокруг которой выстроены разные процессы. Например, утверждение проектных решений или разработка строительной документации.
Основная задача BIM — синхронизировать изменения. Если проектировщик изменил толщину балки или убрал несущую стену в ванной комнате, то эти изменение должны быть учтены в мастштабе всего проекта. BIM помогают быстро находить оптимальные проектировочные решения, устранять коллизии и предупреждать инженерные ошибки.
Сами модели делятся по степени зрелости на 6 уровней. Нулевой уровень зрелости BIM — это обычный набор чертежей и проектно-сметной документации, а на последних уровнях можно увидеть комплексные модели, которые могут автоматически рассчитывать такие параметры, как стоимость или время строительства технологических узлов.
BIM — это еще не цифровой двойник, а ключевой инструмент современного инженерного проектирования. Верно, что BIM может стать основой цифрового двойника, однако для этого нужно добавить еще процессы Facility Management.
Владелец здания с BIM получает после завершения строительства модель, в которой отражены данные по всем технологическим и конструкционным элементам, однако данные еще нужно сделать частью процессов эксплуатации и постоянно обновлять. И вот с этим у BIM как раз все плохо, ведь изначально технология была заточена под процессы проектирования и строительства.
От BIM к эксплуатационной модели здания
Любая цифровая модель должна отражать изменения, которые произошли с оригиналом. Для этого нужно обеспечить непрерывный поток данных, но информация должна быть структурированной и идти по определенному каналу. Таких каналов несколько. Например, проект реновации существенно повлияет на устройство здания.
Основные изменения происходят со зданиями постепенно в рамках жизненного цикла, и довольно большая часть качественных изменений накапливается в результате многочисленных ремонтов. Оборудование меняют по мере того, как оно выходит из строя. Ремонты изменяют внешний облик, планировку помещений и устройство инженерной инфраструктуры. Облик здания меняется незаметно для владельца. Через 20 лет в офисном центре может изменится весь состав оборудования и устройство технологических узлов.
- Структура данных в BIM создана для решения задач проектирования и строительства, то есть важно было отразить именно взаимосвязи, например, между конструктивными решениями и уровнем энергопотребления.
- Структура данных Facility Management создана для решения задач контроля и обслуживания инфраструктуры, то есть важны не взаимосвязи между оборудованием, а текущее состояние активов.
В плане эксплуатационной модели BIM нужно адаптировать под процессы управления недвижимостью, а это значит нужно создать еще одну структуру данных.
Цифровой двойник для управления недвижимость
Чтобы получить рабочий цифровой двойник здания, нужно учесть процессы эксплуатации здания. Часть данных из этих процессов в дальнейшем перейдут в цифровую модель, а из нее снова в процессы и так по кругу.
Классическая структура FM делится на 5 уровней:
- Недвижимость,
- Здание,
- Этаж,
- Помещение,
- Оборудование.
Это уровни, которые содержат именно те данные, которые нужны для проведения обходов, плановых и срочных ремонтов, перепланировки и т.д. Именно с такой структурой модели данных и работает Facility Management. Соответственно в цифровом двойнике должен быть соответствующий срез данных, которые будут привязаны уже к процессам эксплуатации:
- проведение планово-предупредительных ремонтов,
- организация плановых обходов,
- выявление и регистрация аварий и неисправностей,
- управление энергоэффективностью здания,
- поддержка документооборота,
- и т.д.
Создать и управлять таким слоем данных можно с помощью CAFM-систем, которые по сути являются системами по автоматизации процессов управления. С помощью CAFM-систем происходит постоянная актуализации данных, которые необходимы для превращения BIM в нормальный цифровой двойник.
В качестве такой системы можно рассматривать Comindware Моё здание. Ее особенность в том, что ее легко интегрировать с другими решениями и использовать в качестве процессного слоя, в котором будут постоянно циркулировать данные цифрового двойника.