数字孪生技术与智能建筑设施管理

by Ella Tansley   

根据building.co.uk的说法，“数字孪生，Digital Twin”一词最早是在2002年的制造工程师会议上引用的。他们将其定义为实体的数字副本，即资产或系统的表示形式，其概念包括实体数字版本以及两者之间的联系，从设计到运营，都与项目的整个生命周期相关。

数字孪生可以在多个行业以及建筑环境中使用。早在今年7月份，Boris Johnson概述了他的绿色恢复计划时，就宣布了一项1000万英镑的建筑技术促进计划。Johnson说，这将进入19个致力于提高生产率和建筑质量的项目，包括“实时分析数据的建筑物的数字克隆”，也称为数字孪生。

这项投资将如何影响设施管理员？

“在物联网和数字孪生之前，设施经理必须花费无数小时来衡量变更的成本和收益，然后才能实施或安装变更。他们也没有真实的数据来评估成功的机会。因此，所有这些时间都可能浪费或变得更糟，从而导致变更带来的危害大于收益。”

–Craig Caryl

CEO, SmartCSM

什么是数字孪生？

数字孪生的基本思想是，它充当测试环境，以获取有关建筑物运行性能和可持续性的数据。它可以使设施管理员收集关于建筑物内部运行情况的有见地的数据，以节省建筑和运营成本。它可以帮助规划和预测，从废物管理到监测空气质量，应有尽有。

设施管理软件供应商SmartCSM的Craig Caryl认为，数字孪生为设施管理者提供的最大机遇在于分析和规划最佳的前进道路：

“在物联网和数字双胞胎之前，设施经理必须花费无数小时来衡量变更的成本和收益，然后才能实施或安装变更。他们也没有真实的数据来评估成功的机会。因此，所有这些时间都可能浪费或变得更糟，导致变更造成的危害大于收益。”

“借助建筑物系统和计划的数字化双胞胎，并以高度精确的监视和分析为后盾，设施经理实际上可以在实施之前虚拟地“测试”不同的场景。

“由于设施管理基本上可以在建筑物生命周期的任何时间点审查不同的方案，因此这种分析也可以在高度粒度的级别上进行。然后，他们可以更全面地了解可能发生的变更结果，并可以根据结果调整计划。”

让空间更安全

在2019年末，工程技术研究院（IET）和Atkins制作了一份名为“数字孪生用于建筑环境”的报告，概述了数字双胞胎在建筑环境中的众多应用。在本白皮书中，被认为能够提供最高整体收益的应用程序包括：开发智能场所、翻新现有的已建资产和资源管理。

从安全的角度来看，该论文假设数字孪生可能通过对发生的事情进行多角度的观察，在使城市空间更安全方面发挥关键作用。给出了一个示例，其中将来自双胞胎的数据集用于在增强或虚拟现实驱动的环境中通过演练训练安全响应者，从而提高了许多服务（例如远程操作）的效率。

但是，作者明确指出，这种用法必须“以公民为中心、开放和透明”，并且数字化双胞胎将帮助塑造结果，而不是追踪人们。

图片显示Microsoft Office中每小时占用模式的仪表板。图片来源：Microsoft Asia

实施数字孪生技术– Microsoft总部

Microsoft与Bentley Systems和Schneider Electric合作开发的微软数字孪生总部位于新加坡，为智能建筑的未来提供了“生动的蓝图”。

Frasers Tower的办公室已在会议室安装了179个蓝牙信标，并为照明、空气质量和温度配备了900个传感器。从这些收集的数据意味着数字孪生模型模拟了人们使用空间的方式。据此，可以做出有关空间利用、照明和噪音水平以及其他指标的决策。

所有这些都是为了使工作场所更舒适、生产力更高，同时对建筑物的能源效率产生积极影响。 这些传感器甚至可以用来监测空气中的二氧化碳水平，这会对工作表现和神经活动产生负面影响。

施耐德电气新加坡，马来西亚和文莱的集群总裁Damien Dhellemmes评论说，该项目表明了如何将智能建筑系统广泛应用于办公室以外的“建筑物、购物中心甚至是未来的房屋”。（编译/蒙光伟）