Цифровой двойник, или виртуальная копия физического объекта — один из ключевых элементов технологической трансформации. Согласно исследованию НИУ ВШЭ, почти 22% компаний из 15 секторов экономики уже используют эту технологию, а 34% — планируют внедрить ее в свою работу. Строительная отрасль не осталась в стороне от этого тренда. Рассмотрим, как цифровые двойники помогают возводить объекты недвижимости.
Что такое цифровой двойник
Цифровой двойник — это не просто 3D-модель, а живая виртуальная копия уже построенного физического объекта, которая в реальном времени отражает его актуальное состояние благодаря постоянному потоку данных с различных инженерных систем внутри. Ключевое отличие от BIM-модели, которая является цифровым прототипом («как должно быть»), заключается в том, что цифровой двойник — это слепок реальности («как есть сейчас»).
Создание цифрового двойника — это многоэтапный процесс, в котором BIM — лишь отправная точка. На этапе проектирования создается BIM-модель в таких программах, как Autodesk Revit, Renga или NanoCAD. Затем происходит информационное наполнение и интеграция. Модель переносится в специализированные платформы для управления данными, которые интегрируются с системами управления строительством. Это создает так называемую среду общих данных (СОД) — единое информационное пространство для всех участников проекта. Самый критичный этап — актуализация на стройке. В идеале, модель должна постоянно обновляться по ходу строительства: в нее вносятся все изменения и отклонения от изначального проекта. Именно здесь закладывается будущая точность двойника. Затем происходит формирование цифрового двойника. После завершения строительства и ввода объекта в эксплуатацию, при условии что модель была актуализирована и подключена к датчикам, она превращается в истинный цифровой двойник. Он содержит полную информацию о реальном объекте: от состава бетона в стенах и марки труб до текущих показателей энергопотребления. Так BIM-модель, наполненная реальными данными со стройки и эксплуатации, становится точной цифровой копией физического объекта на этапе ввода в эксплуатацию.
Примеры использования цифровых двойников
Цифровой двойник востребован на любой стадии жизненного цикла здания — от его проектирования до эксплуатации. Так, на этапе строительства цифровым двойником будет именно актуальная BIM-модель, а затем — цифровой двойник. Благодаря постоянно обновляющимся данным он позволяет отслеживать ход строительства и вовремя выявлять несоответствия между возведенными элементами, например, расположением фундамента или лестницы, и планами проектировщиков. Все это снижает ошибки и повышает эффективность строительства: с помощью цифровых копий можно ускорить реализацию проектов на четверть.
В России есть примеры эффективного использования двойников. Один из них — строительство «Лахта Центра» в Санкт-Петербурге. Здесь технология легла в основу системы мониторинга деформаций. Она в режиме реального времени помогла анализировать поведение сложнейших конструкций, корректировать расчеты и гарантировать безопасность возведения одного из самых грандиозных современных сооружений в Европе. Другой пример — цифровой двойник будущего электродепо «Бирюлевское», еще и созданный с помощью отечественного программного обеспечения. Для модели разработали компонентную базу из около 12 000 элементов, включая системы отопления, вентиляции и кондиционирования, наружные сети водоснабжения и канализации.
Впрочем, пока лишь треть компаний используют цифровые двойники в своих проектах сегодня. Дело в том, что зачастую BIM-модель создается формально, чтобы соблюсти требования закона (BIM обязательна для застройщиков в крупных проектах долевого строительства). Поэтому после проектирования ее перестают развивать, а данные со стройплощадки продолжают жить в разрозненных Excel-таблицах. В результате вместо «живого» двойника проект отличается от изначального технического плана, а BIM-модель летит в «корзину», что приводит к срыву сроков, а также разочарованию в технологиях.
Как внедрять цифровые двойники в строительство
Прежде всего, определите, какую проблему вы хотели бы решить с помощью двойника: скажем, сократить затраты на эксплуатацию или времени на ремонт здания, контролировать этапы работ. Это поможет сформировать понятные ожидания и оценить эффективность внедрения.
Затем нужно определиться с ПО или платформой, где будет сформирован цифровой двойник с последующей интеграцией в СОД. Ориентируясь на долгий период работы с цифровым двойником, лучше уже на начальном этапе сформировать цифровую экосистему, работающую вплоть до этапа ввода в эксплуатацию.
Далее нужно создать или доработать BIM-модель — это основа вашего цифрового двойника. Не обязательно начинать с нуля, часто существующую на бумаге документацию можно преобразовать в BIM-модель. Например, на практике это можно сделать в сжатые сроки, «подняв» модель с бумажных чертежей за
Затем следуют интеграция и анализ. Перед загрузкой системы проверяют нестыковки (коллизии), и выполняется автоматическая раскладка на составляющие — материалы и этапы работ.
После этапа интеграции следует сверка с реальностью. На этом этапе организуется цифровая съемка стройплощадки (например, лазерное сканирование) для получения данных о текущей стадии готовности. Для пилота можно выбрать простой участок — например,
Затем настроенная платформа начинает показывать текущие риски и прогнозировать будущие проблемы, а алгоритмы ИИ анализируют отклонения по бюджетам и рассчитывают реальные сроки завершения проекта.
При выборе программы для управления моделью ориентируйтесь на интерфейс — система должна быть понятна и удобна пользоваться всем участникам строительного процесса, от менеджера до прораба. Обращайте внимание и на степень вовлеченности вендора. Важно, чтобы разработчики находились на связи после интеграции решения в бизнес-процессы и могли своевременно решать проблемы, возникающие у пользователей. В противном случае команды разочаруются в технологии, и внедрение цифровых двойников обернется провалом.
Зарубежные программы по созданию BIM-моделей часто требовали длительного обучения. Современные российские аналоги адаптированы под отечественных пользователей, и их не нужно долго осваивать. Они объединяют СОД и инструменты управления проектами и позволяют хранить и актуализировать BIM-модель в реальном времени, планировать стройку, контролировать финансы и качество работ в едином интерфейсе, снизить риски ошибок, которые возникают из-за человеческого фактора.
