鲁贵卿：数字孪生技术在建筑行业的应用

在建筑施工行业，结合BIM模型、数字孪生技术的“数字孪生建筑”能赋能建筑的全生命周期管理，在规划、建造、运营等阶段为企业降本增效。

数字孪生建筑能结合建筑状态、人流信息等多种参数呈现建筑管理信息，来达到降本增效，预判潜在危险的目的。在硬件层面上，数字孪生建筑通过各种传感器数据来感知建筑运行状态，及时提醒需要维护的设备和空间，预防风险。在软件层面上，数字孪生模型可模拟人流行为，在内部空间设计、商业运营、安全应急方案等方面赋能。结合建筑状态和人流行为建立的仿真模型，再通过云端和边缘计算自动调节空调、电梯等耗能设备，为企业降本增效，也减少碳排放。数字孪生技术还能建立模型预警其他潜在风险，比如恶劣天气对建筑的潜在影响，并结合人流模拟提供最优应急预案。

数字孪生结合BIM技术在前期规划阶段主要有以下应用：

场地分析:传统分析方法存在依赖主观因素、无法处理大量数据等问题，而BIM结合GIS技术可对建筑物空间数据进行建模，支持在场地规划、交通路线、建筑布局等方面的决策。

功能分析：对于项目投资方来说，可通过数字模型直观评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩等方案，颗粒度甚至可以细致到局部的某一细节。投资方可以通过比较多套方案，分析数字模型提供的成本、工期数据，寻找最优解决方案。对设计师来说，也可通过数字模型可与各方互动，接受反馈并修改设计。

空间分析：设计师能在功能规划阶段就能基于模型预判设计、工期不合理处，避免后期反工。

公用设施分析：在城市规划数据库的设计基础上设计管道布线，能优化管网布置，避免实际的经济损失。

信息模型构建：通过完善信息模型整合设计、建造、管理中的数据、过程和资源，提供产品全生命周期的管理效率。

数字孪生在建设实施环节的应用场景：

施工策划：施工策划是建设实施环节中最重要的一环。管理者基于数字模型将施工方案、施工组织设计可视化，能提高方案编制辅助、方案模拟验证、方案优化、方案敲定等方面的效率。

造价控制：数字孪生模型能快速准确获得工程基础数据，实现施工单位的精细化管理。减少各生产环境的浪费，为实现限额领料，消耗控制提供技术支撑。

进度管理：由于施工项目的工程规模不断扩大、复杂程度不断提高，动态的项目管理变得极为复杂。而数字模型集合了建筑全生命周期的数据，能动态反映整个建筑的施工过程，降低管理难度。总包能基于各阶段的数字模型掌握施工进度，制定合理的施工计划。并在一些施工的重点环节提前预测施工可行性和工期，比如深基坑支护分析、专业综合管线铺设。另一方面，投资方能通过模型直观地了解施工安装环节的时间节点和安装工序。施工方可以对原有安装方案进行优化和改造，提高施工效率和施工方案的安全性。

数字孪生在建筑运营维护的中的应用：

物业管理：物业管理人员可通过数字模型实时监控建筑的状态，全面了解建筑的物理状态、设备安装使用情况和运营维护情况。以往的物业管理通常按照某个固定的频率进行巡视，效率较低并且对风险也只能做到事后维修。物业的数字化能提高管理人员效率，与固定频率巡逻相比，可以根据数据优化巡逻的时间和路径。不仅如此，传感器可以在周围发生异常时第一时间通知管理人员化被动处理为主动告警，管理人员甚至还可以通过设定风险预警值来主动预防风险。数字模型能在各个维度优化物业运营，实现降本增效。

能源监控：数字孪生技术通过对建筑物能耗、内外部气流模拟、照明、人流数据的分析，优化能源参数，提高建筑物的性能。

安全应急：结合BIM模型和外部环境、人流等参数 ，数字模型能分析逃生时的人流动线，预测最佳疏散路线。

模型维护与互联：建筑施工行业现有的交付方式未能整合建筑全生命周期的数据资产。管理方使用时需要花大量时间在查找信息上，还有各种信息不一致问题。现在可以借助数字孪生模型集成设计蓝图、技术信息、物业维护等信息，方便管理者查阅和分享信息，消除信息孤岛。并且还可以结合物联网技术，打通物理世界和数字虚拟世界，动态记录建筑的实时状态。

借助“数字孪生”技术，实物产品与数字产品有机融合，形成“实物+数字”复合产品形态，通过与人、环境之间动态交互与自适应调整，实现以人为本、绿色可持续的目标。类似于工业产品制造过程中的“虚拟样机”，数字建筑产品将允许人们在计算机虚拟空间里对建筑性能、施工过程等进行模拟、仿真、优化和反复试错，通过“先试后建”获得高品质的建筑产品。“数字孪生”中数字产品与实物产品一虚一实、一一对应。得益于新技术与建造的应用场景的深度融合，未来的智能化建造会在降低使用成本、节省企业开支、创造更大价值上进一步深化，进而成为企业的标配之一。

益企联科技工程项目管理软件实现了工程建设领域的数字化转型，帮助建筑企业提高工作效率和质量，降低成本和风险，为施工企业排忧解难，欢迎您选择益企联工程项目管理软件，官网：https://www.17elian.com/。