IoT и цифровые двойники: как анализ данных меняет строительную отрасль

Суть технологии интернета вещей (IoT) объяснить просто - это сбор и обработка данных физических объектов с помощью сети встроенных датчиков и онлайн-платформ. Применение этих возможностей постепенно меняет даже такие консервативные сферы, как строительство зданий и их обслуживание. Об этом рассказал генеральный директор ГК "СОДИС Лаб" (портфельная компания фонда Ростеха "Индустрия 4.0") Андрей Шахраманьян.

Строительные площадки и действующие объекты недвижимости генерируют огромный объем ценных данных, которые можно использовать для оптимизации затрат, повышения безопасности и продуктивности. Таким образом, с помощью интернета вещей девелоперы и эксплуатирующие организации получают возможность перейти от реактивного к проактивному подходу в своей работе.

Большое разнообразие датчиков позволяет передавать и обрабатывать практически любую информацию о техническом состоянии зданий и сооружений, о любых отклонениях от нормы, механических повреждениях несущих конструкций, устойчивости фундамента или работоспособности инженерных систем.

Сенсоры можно установить непосредственно в железобетонные панели, из которых состоит каркас здания. Так, например, поступила группа компаний "ПИК" при строительстве в московском районе Гольяново 100-метрового дома, входящего в жилой комплекс "Амурский парк". Установленные в плиту датчики деформации использовались для подтверждения правильности проектных расчетов и обеспечения безопасности процесса строительства. Данные в сыром виде с помощью облака передаются на онлайн-платформу, где обрабатываются и преобразуются в соответствующие графики, которые оператор может посмотреть удаленно.

Использование других типов датчиков, специализированного программного обеспечения и технологии интернета вещей может помочь девелоперам с управлением логистикой, персоналом, контролем расходов и ресурсов. Любые строительные материалы или специальное оборудование можно оснастить RFID-метками и бесконтактным способом вести учет количества единиц. Информация будет передаваться на платформу, которая самостоятельно следит за поддержанием необходимого количества техники и строительных ресурсов на площадке.

На заключительной стадии строительства или при эксплуатации готовых объектов активно используются системы мониторинга и управления инженерными сетями. Так, IoT-датчики, подключенные к платформе, передают информацию о функциональном состоянии систем теплоснабжения, кондиционирования, электроснабжения, пожарной безопасности, лифтовом оборудовании и т.д. Такие показатели, как чрезмерная вибрация и температура, помогают спрогнозировать оптимальное время для ремонта оборудования. Программное обеспечение фиксирует тревожные сигналы и посылает оператору предупреждения о проблемах, которые можно устранить до того, как будет нанесен серьезный ущерб. Таким образом, IoT-технологии могут продлить срок службы оборудования и повысить его стоимость при перепродаже.

Что такое цифровой двойник?

На данный момент использование цифровых двойников зданий - это наиболее перспективная технологическая инновация с использованием IoT-технологий для управления объектами недвижимости. Как следует из названия, цифровой двойник представляет собой виртуальную копию объекта, в которой содержится информация о состоянии всех строительных элементов и инженерных систем. С помощью большого количества разнообразных датчиков данная технология позволяет следить за динамикой физического состояния здания или сооружения в режиме реального времени.

Современная концепция технологии цифровых двойников существует с 2002 года и впервые применялась в космонавтике и авиакосмической промышленности. В сфере строительства и эксплуатации недвижимости технология использует информацию о проектировании, геопространственные и эксплуатационные данные для виртуального представления объекта и связанных с ним систем. Цифровой двойник воспроизводит каждую деталь исходного объекта. Это означает, что технология может учитывать поведение и процессы, связанные со строительством и эксплуатацией, вплоть до отдельных материалов и компонентов.

Как это работает?

Цифровой двойник здания в режиме реального времени осуществляет непрерывный сбор данных от датчиков и систем, проводит интеллектуальный анализ и делает прогноз технического состояния объекта. Также он выполняет статистический анализ, определяет эффективность работы инженерного оборудования и следит за механической безопасностью здания. Вся эта информация в любой момент доступна пользователям платформы в интерфейсе службы эксплуатации или диспетчерской службы.

Цифровой двойник необходим для отображения текущего состояния здания и прогноза технического состояния. На базе этого можно управлять бизнес-процессами, планировать регламентные работы и проводить оценку эффективности работы зданий.

Технология использует информацию о проектировании, геопространственные и эксплуатационные данные для виртуального представления объекта и связанных с ним систем. Цифровой двойник воспроизводит каждую деталь исходного объекта. Это означает, что технология может учитывать поведение и процессы, связанные со строительством и эксплуатацией, вплоть до отдельных материалов и компонентов.

В последние годы появляется все больше примеров использования цифровых двойников именно в сфере недвижимости и строительства. Так, технология применяется для создания и последующей эксплуатации бизнес-парка "Ростех-сити". По нашему опыту внедрения цифровых двойников на других объектах, это позволяет снизить эксплуатационные затраты на 20%.

До недавнего времени было проблемой получить доступ к точным данным, которые позволяют детально оценить текущее и прогнозировать будущее состояние здания. Традиционно статические данные использовались для ретроспективного анализа. Однако достижения в области искусственного интеллекта и сенсорных технологий сделали возможным точное прогнозирование. Комбинация вышеперечисленных технологий с цифровым двойником позволяет извлекать информацию в режиме реального времени для эффективного анализа тенденций с учетом воздействия внешних факторов, таких как погодные условия, графики занятости, поведение людей и распределение ресурсов.