Cyfrowe bliźniaki, czyli cyfrowe reprezentacje fizycznego majątku trwałego i ich danych inżynierskich, umożliwiają użytkownikom zrozumienie i modelowanie ich wydajności w całym cyklu życia, w rzeczywistym świecie. W praktyce cyfrowe bliźniaki rozwijają technologie BIM oraz GIS i łączą je z 4D.

Obecnie żyjemy w erze cyfrowych bliźniaków, a jej tempo rośnie z każdym dniem – mówi Keith Bentley, założyciel i dyrektor ds. technologii. Pionierzy tej technologii, z którym współpracowaliśmy, już pracują nad osiągnięciem pozycji lidera w nowej ekonomii cyfrowych bliźniaków, dążąc do innowacji zarówno w procesach, jak i w modelach biznesowych. Zalety uzyskiwane przez zastąpienie liczących sobie dekady, niepowiązanych ze sobą papierowych obiegów pracy i produktów otwartymi, dynamicznymi, zaufanymi i zawsze aktualnymi cyfrowymi bliźniakami są ogromne. Połączenie z ekosystemem innowacji uzyskiwanym za pośrednictwem platform open source tworzy niepowstrzymaną siłę na rzecz zmian w infrastrukturze. Nie pamiętam bardziej ekscytujących czasów dla zawodów związanych z infrastrukturą i dla firmy Bentley Systems.

Nowe usługi Digital Twin Cloud Services

Usługi iTwin Services umożliwiają firmom inżynierskim tworzenie, wizualizację i analizę cyfrowych bliźniaków projektów infrastruktury i majątku trwałego. Usługi iTwin Services łączą cyfrowe informacje inżynierskie z narzędzi projektowych BIM i wielu źródeł danych, umożliwiają “wizualizację 4D” cyfrowych bliźniaków i rejestrowanie zmian konstrukcyjnych wzdłuż osi czasu projektu/majątku trwałego w celu zapewnienia wiarygodnego rejestru zmian oraz ich autorstwa. Zespoły inżynierskie korzystają z usług iTwinServices do prowadzenia przeglądów projektów, weryfikacji danych projektowych i generowania wniosków projektowych. Użytkownicy aplikacji projektowych firmy Bentley mogą wykorzystać usługę iTwin Design Review do przeglądów projektów ad hoc, a zespoły projektowe korzystające z usługi ProjectWise mogą dodać usługę iTwin Design Review do swoich cyfrowych procesów pracy, aby wspierać całościowe cyfrowe bliźniaki projektowe.

PlantSight to oferta opracowana wspólnie przez firmy Bentley Systems i Siemens, która umożliwia właścicielom-zarządcom i ich inżynierom tworzenie dynamicznych i zawsze aktualnych cyfrowych bliźniaków działających zakładów produkcyjnych. Rozwiązanie PlantSight zapewnia działom operacyjnym, konserwacyjnym i inżynierskim pełny dostęp do wiarygodnych i dokładnych danych cyfrowych bliźniaków, uwzględniających schematy PID, modele 3D i dane Internetu Rzeczy (IoT). Zapewnia on jedno źródło zweryfikowanych informacji o modelu, co ułatwia analizę sytuacji oraz zwiększa widoczność i orientację kontekstową. Rozwiązanie PlantSight zostało opracowane wspólnie przez firmy Bentley i Siemens przy użyciu usług iTwin Services i jest dostępne w sieciach sprzedaży obu firm.

Dzięki usłudze iTwin Immersive Asset Service włąściciele-zarządcy infrastruktury mogą korzystać z narzędzia AssetWise do uzgodnienia danych dotyczących wydajności majątku trwałego i analiz operacyjnych ich cyfrowych bliźniaków, udostępniając informacje inżynierskie szerszej grupie użytkowników dzięki realistycznym i intuicyjnym funkcjom obsługi. Usługa iTwin Immersive Asset Service przedstawia “punkty aktywne” i zmianę stanu majątku trwałego w czasie, co prowadzi do szybszego podejmowania trafniejszych decyzji, a w ostatecznym rozrachunku pomaga w poprawie wydajności majątku trwałego i sieci.

Cyfrowe bliźniaki wkraczają do głównego nurtu

Nieustannie ewoluująca fizyczna rzeczywistość działającego majątku trwałego była dotychczas trudna do zarejestrowania w postaci cyfrowej i aktualizowania. Ponadto odpowiednie informacje inżynierskie, w różnych, niekompatybilnych formatach plików i przy nieustannych zmianach, były zazwyczaj “dark data”, danymi po prostu niedostępnymi lub niezdatnymi do użytku. Dzięki usługom w chmurze cyfrowych bliźniaków firma Bentley pomaga użytkownikom tworzyć i obsługiwać cyfrowe bliźniaki w celu poprawy działania i utrzymania fizycznego majątku trwałego, systemów i procesów konstrukcyjnych poprzez realistyczną wizualizację 4D i analizę danych.

Podczas konferencji Year in Infrastructure 2019 firmy Bentley, postępy w zakresie zastosowania cyfrowych bliźniaków pojawiły się w 24 finałowych projektach w 15 kategoriach, w 14 krajach na całym świecie. Dotyczyły one transportu, sieci wodociągowych, zakładów uzdatniania wody, elektrowni, stalowni i budynków. Ogółem 139 nominacji w 17 kategoriach wskazało cyfrowe bliźniaki jako cele innowacji w projektach — co stanowi znaczącą zmianę w stosunku do 29 podobnych nominacji w roku 2018.

Idee związane z cyfrowymi bliźniakami w praktyce

Podczas konferencji do Keitha Bentleya dołączyli przedstawiciele firm Sweco i Hatch, prezentując ideę cyfrowych bliźniaków infrastruktury w praktyce.

Firma Sweco przeprowadziła cyfrową integrację projektu dziewięciokilometrowego systemu lekkiej kolei miejskiej dla miasta Bergen w Norwegii. Rozszerzenie istniejącego systemu było zarządzane w całości przez modele 3D BIM, od rozpatrywania alternatyw po szczegółowe projektowanie inżynierskie. Wykorzystanie usług iTwin Services umożliwiło firmie Sweco automatyczne śledzenie zmian i minimalizowanie błędów, a także wizualizację 4D.

Firma Hatch zakończyła badania wykonalności i szczegółowe prace inżynierskie zakładu produkcji kwasu siarkowego w Demokratycznej Republice Konga. Oprogramowanie do projektowania instalacji przemysłowych firmy Bentley pozwoliło zespołowi projektowemu stworzyć kompletnego, inteligentnego cyfrowego bliźniaka o najwyższym poziomie szczegółowości, przenosząc inżynierskie procesy kontroli jakości na etap modelowania 3D w odróżnieniu od tradycyjnych procesów zapewnienia jakości opartych na rysunkach. Po odbiorze technicznym firmie Hatch udało się skrócić proces uruchomienia produkcji z sześciu miesięcy do tygodnia.

Firma Microsoft tworzy prototypy cyfrowych bliźniaków w swojej azjatyckiej siedzibie głównej w Singapurze oraz w kampusie w Redmond. Grupa Real Estate and Security firmy Microsoft wdraża podejście do cyfrowego cyklu życia budynków, aby zoptymalizować wydajność, opłacalność, zadowolenie pracowników, produktywność i bezpieczeństwo. Wysiłki firmy Microsoft mające na celu tworzenie cyfrowych reprezentacji elementów fizycznego majątku trwałego, takich jak budynki, opierają się na usłudze Microsoft Azure Digital Twins, usłudze Internetu Rzeczy (IoT), która pomaga organizacjom tworzyć kompleksowe cyfrowe modele środowisk fizycznych. Usługa Azure Digital Twins została zaprezentowana publicznie w 2018 r. Obecnie jest wdrażana przez klientów i partnerów firmy Microsoft na całym świecie, w tym przez firmę Bentley w ramach usług iTwin Services. Firmy współpracują przy tworzeniu cyfrowego bliźniaka nowej siedziby firmy Microsoft w Singapurze.

Ekosystem cyfrowych bliźniaków

Rozwiązania iTwin Services i PlantSight zostały stworzone przy użyciu iModel.js, platformy open source dla cyfrowych bliźniaków, opublikowanej w październiku 2018 r. Ważna wersja 1.0 platformy pojawiła się w czerwcu 2019 r. Podstawowym powodem oferowania biblioteki iModel.js na zasadach open source jest chęć stworzenia ekosystemu innowacji dla właścicieli i inżynierów, projektantów oprogramowania cyfrowych bliźniaków i integratorów systemów cyfrowych.

Jednym z twórców takiego ekosystemu jest programistyczna firma VGIS Inc., która wykorzystała platformę iModel.js do zintegrowania rozwiązania rzeczywistości mieszanej (XR) z cyfrowym bliźniakiem infrastruktury transportowej. Aplikacja mobilna rzeczywistości mieszanej tej firmy łączy wizualnie modele projektów z rzeczywistością, w terenie i w czasie rzeczywistym. Użytkownicy w terenie mogą wyświetlać infrastrukturę podziemną, taką jak rury i kable, w formie scalonej z rzeczywistością. Użytkownicy po prostu wskazują obiekty urządzeniami mobilnymi, aby zobaczyć elementy projektowe w tym kontekście.

Platforma iModel.js to doskonałe narzędzie do tworzenia i integrowania narzędzi i usług, takich jak zaawansowane rozwiązanie rzeczywistości rozszerzonej i rzeczywistości mieszanej oferowane przez vGIS. Uwielbiamy bezproblemową interoperacyjność z usługami iTwin Services i bezproblemową ścieżkę rozwoju prowadzącą do płynnej integracji. Mamy nadzieję na zwiększenie naszego potencjału współpracy dzięki usługom iTwin Services — powiedział Alec Pestov, założyciel i dyrektor generalny firmy vGIS.

iTwin Design Review przyspiesza sesje przeglądów i koordynację wielobranżowych projektów. Źródło: Bentley Systems

Definicja cyfrowych bliźniaków

Cyfrowe bliźniaki to cyfrowe reprezentacje fizycznego majątku trwałego i systemów w kontekście otaczającego je środowiska, połączone z informacjami inżynierskimi, co pozwala na zrozumienie i modelowanie ich wydajności. Podobnie jak rzeczywisty majątek trwały, które reprezentują, cyfrowe bliźniaki nieustannie się zmieniają. Są stale aktualizowane z wielu źródeł, w tym czujników i dronów, w celu odzwierciedlenia bieżącego stanu lub warunków pracy zasobów infrastruktury fizycznej w czasie rzeczywistym. W rezultacie, cyfrowe bliźniaki — poprzez połączenie cyfrowego kontekstu i cyfrowych komponentów z chronologią cyfrową — wspierają rozwój technologii BIM i GIS dzięki technologii 4D.

Zalety cyfrowych bliźniaków

Cyfrowe bliźniaki umożliwiają użytkownikom wizualizację całego majątku trwałego — w przeglądarce internetowej, na tablecie lub przy użyciu zestawu rzeczywistości mieszanej — oraz kontrolę stanu, przeprowadzanie analiz i generowanie wglądu w celu przewidywania i optymalizacji wydajności majątku trwałego. Użytkownicy mogą tworzyć cyfrowo, zanim jeszcze zbudują coś fizycznie oraz zaplanować i wyeliminować ryzyko czynności konserwacyjnych, zanim przeprowadzą je w świecie rzeczywistym. Obecnie dysponują oprogramowaniem umożliwiającym rozpatrzenie setek scenariuszy, wykorzystanie uczenia maszynowego do porównania alternatyw projektowych lub strategii konserwacji oraz optymalizację w oparciu o wiele parametrów. Wizualizacja i kontekstualizacja danych inżynierskich prowadzi do podejmowania lepszych decyzji i zaangażowania interesariuszy w całym cyklu życia majątku trwałego. 

O usługach iTwin Services firmy Bentley

Usługi iTwin Services umożliwiają zespołom projektowym i właścicielom oraz zarządcom tworzenie, wizualizację 4D i analizę cyfrowych bliźniaków infrastrukturalnego majątku trwałego. iTwin Services umożliwia menedżerom ds. informacji cyfrowych wykorzystanie danych inżynierskich stworzonych przez różne narzędzia projektowe w dynamicznym cyfrowym bliźniaku w celu dostosowania modelowania rzeczywistości i innych powiązanych danych bez zakłócania ich obecnych narzędzi lub procesów. Użytkownicy mogą wizualizować i śledzić zmiany inżynierskie na osi czasu projektu, zapewniając w ten sposób rejestr zmian wprowadzonych przez poszczególne osoby. Usługi iTwin Services ułatwiają podejmowanie decyzji w całej organizacji i w całym cyklu życia majątku trwałego. Użytkownicy podejmują bardziej świadome decyzje, przewidują i unikają problemów zanim te się pojawią, a także szybciej i pewniej reagują — co przekłada się na oszczędności kosztów, lepszą dostępność usług, mniejsze oddziaływanie na środowisko i zwiększone bezpieczeństwo.