Што е дигитализацијата? Ни стигнува четвртата трансформација во проектирањето згради

Како зградата го зазема своето место во силуетата на градот? Во холивудската верзија на приказната сопствениците нарачуваат зграда, ги дефинираат основните барања и стојат настрана додека архитектите ја прават својата магија со моливите и алатките за цртање.

Замислете го филмот „The Fountainhead“ од 1949 година, за иновативниот но интровертен архитект Хауард Роарк (наводно по урнек на Френк Лојд Рајт), кој одбива да ги загрози своите идеали. Иако контроверзен, филмот (и романот пред него) бил инспирација за генерации луѓе да станат архитекти.

Многу работи се имаат променето во изминатите 70 и повеќе години оттогаш. Пред отприлика 40 години, индустријата на архитектурата, инженерството и градежништвото (AEC) почна забрзана дигитална трансформација. Почна со дигитизација – со премин од цртање на хартија и аналогни процеси на дигитални алатки и CAD-процес.

Паралелно со дигитизацијата, архитектите се среќавале со сè посложени дизајнерски проблеми како порастот на глобалната популација, урбанизацијата и климатските промени. Со оглед на ограничените ресурси на планетата, од проектантите се барало да направат повеќе со помалку средства, преку барања за поефикасни и поодржливи згради.

Дигитизација vs. дигитализација

Овие два навидум слични збора имаат различни значења. Според Гартнер, дигитизацијата е трансформација на податоци од аналогна во дигитална форма, додека дигитализацијата е употреба е дигиталните технологии за компанијата да се оптимизира и како резултат да добие нов приход и можности за создавање вредности (документот го дигитизирате, компанијата ја дигитализирате, а општеството го подготвувате за дигитална трансформација).

Со текот на времето дигитизацијата се засилувала за да стане малку поголема: дигитализација. Што е дигитализацијата? Тоа е постапка на зајакнување на технологијата и дигитизацијата на податоците кои влијаат на тоа како се врши работата, го трансформира начинот на кој купувачите и фирмата соработуваат и комуницираат и создаваат нови текови на приходи.

Воведувањето на BIM (Building Information Modeling) пред околу 19 години беше темел и катализатор за втората дигитална трансформација. Со обединувањето на сите проектни податоци во интегрирана платформа, BIM го опфаќа целиот „животен циклус“ на градежниот проект – од дизајнот, преку градењето, па сè до операциите – и им помага на тимовите во изведувањето на проектот со поголема сигурност.

Но, во изминатата деценија, со оглед на тоа што големите проекти имаа потреба повеќе фирми и учесници да работат заедно од разни временски зони ширум светот, новите начини на работа бараа незабележливи врски и побрз пристап на информации и увиди во реално време. Тоа ја отвори следната значајна трансформација: BIM во облак (cloud).

КОВИД-19 ја забрза трансформацијата, затоа што луѓето немаа друг избор освен да соработуваат виртуелно. Потребата за премин на облак честопати е артикулирана во четиригодишните или петгодишните планови, но пандемијата ги забрза тие планови за неколку години.

Следува четвртата трансформациска промена која повторно ќе го смени начинот на кој работат луѓето – ерата во која податоците ќе бидат поцентрализирани и попроодни меѓу сите учесници во проектот. Од тие податоци ќе се оди кон автоматизација на задачите како анализа на градежните кодови или следење на распоредот на одржување. А времето што ќе го заштедат ќе им помогне на експертите од областа на AEC подобро и побрзо да дизајнираат, да проектираат, да градат и да управуваат со зградите – со помала загуба на материјали и со помали трошоци.

Влезете во Digital Twin

Краен двигател на овој четврти бран се збогатените податоци со BIM плус, кои се претставени во дигиталниот близнак: динамичка реплика на физички имот која ги обединува проектните, градежничките и оперативните податоци.

Сопствениците сакаат поголема контрола врз своите проекти, затоа што се уморни од тоа да бидат жртви на индустрискиот синџир на вредност, честопати сносувајќи го најголемиот финансиски дел кога проектите ќе ги надминат пресметките. Според Мек Кинзи од 2016 година, големите проекти во просек се и до 80% поголеми од пресметките. Но, на сопствениците им недостасуваат алатки за преземање на процесот на проектирање и изградба.

Во меѓувреме, разните заинтересирани страни имаат свои модели. Архитектите проектираат за тоа што ќе го видат луѓето, а не за тоа што е внатре во ѕидовите. Инженерскиот модел обезбедува интегритетот на конструкцијата да биде здрав и да биде отпорен на природните сили. Изведувачите на работите го користат BIM за да ги разберат работите како детектирање на преклопувањата (clash detection) и на нивната големина. Но, во крајна линија, тоа не е тоа што им треба на сопствениците. Потребно им е дигитално средство мапирано во физичка зграда кое ќе помогне во контролата на операциите – врз основа на податоците за однесувањето на сензорите – за симулација, предвидување и информирање и за одлуките врз основа на реалните услови. И тие би требало да ги дефинираат своите проектни цели во дигиталниот имот и да ги потиснат во синџирот на вредности. Дигиталниот технолошки близнак (како што е Autodesk Tandem) ќе направи архитектот, инженерот и градителот експоненцијално полесно да ги задоволат потребите на сопствениците. На сопствениците на сложени објекти, како што се болниците, училиштата и канцелариите, тоа ќе им биде особено важно, бидејќи општо правило е дека 80% од вкупните трошоци за сопственикот настануваат во текот на одржувањето и работата во текот на период од 30 до 50 години.

Традиционално, архитектите на сопствениците им предаваа низа датотеки од заедничкото опкружување со податоци (CDE-common data environment), а BIM бил столбот на CDE. Но, наскоро архитектите на сопствениците ќе им доставуваат податоци без датотеки во форма на дигитални близнаци, а столб на дигиталниот близнак ќе биде заедничката платформа на податоци (CDP-common data platform) способна за обединување на датотеките и податоците од BIM-процесот и достигнувајќи ги целите на проектот со помош на увидите што произлегле од тие податоци.

Користење на дигитализацијата за одржување и одржливост

Кога дигиталните близнаци ќе станат очекувани резултати за сопствениците, трошоците за одржување ќе се намалат и сопствениците ќе бидат подобро приспособени на исполнувањето на целите за одржливост. Замислете зграда во која управниците на зградата треба да ги менуваат филтрите за климатизација на секои шест месеци. Денес сопствениците би можеле да управуваат со ваквите задачи користејќи табела во Ексел која содржи список на сите инфраструктурни средства со датуми на закажаното одржување. Може или не мора да вклучува локација на филтрите, трошоци за замена на филтрите, плус време за сервисерот да им влезе во трага на филтрите.

Со BIM е лесно да се вклучи геолокацијата за секој филтер, заедно со неговата историја на одржување. Менаџерот може да побара од моделот да му покаже каде точно се наоѓаат филтрите во зградата и на кои системи се поврзуваат, а моделот може на менаџерот да му даде пристап до сите оперативни информации за секоја одредена компонента. Сега додајте ја силата на вештачката интелигенција (AI). Одеднаш, управникот на зградата може да ја искористи предноста на предвидувањето за одржување. Секој систем или компонента има историски контекст. Менаџерот не само што знае каде се наоѓа и кој е составот на материјалот, туку ги знае и условите што го опкружуваат – тој знае како го користат луѓето секој дел од зградата, па дури и какви временски услови какво влијание имале на функциите. Врз основа на искуството и употребата, користејќи машинско учење, менаџерот може да предвиди кога е веројатно дека системот ќе затаи и да го сервисира пред да се случи тоа. Тоа е можноста што ја има создадено дигиталниот близнак збогатен преку BIM-процесот.

Дигиталниот близнак е корисна алатка и за максимизирање на еколошката одржливост. Зградите се одговорни за околу 40% од пласирањето јаглерод диоксид во градот. Зградата може да се оптимизира на многу начини за да го намали своето климатско влијание и потрошувачката на енергија, топлина и вода. Ако управниците на зградите гледаат само статистички табели, нема да знаат каде се жариштата, но ако податоците ги прикажуваат на 3Д-модел, користејќи ги податоците од сензорите на многу локации околу зградата, можат да разберат колку енергија трошат одредени делови од зградата или колку топол воздух пропуштаат.

Во текот на еден неодамнешен проект во Гренобл во Франција, инженерите на Autodesk се состанале со највисок претставник од регионалната влада. Инженерите прикажале прототип на дигитален близнак на владината деловна зграда, а претставникот можел да визуализира што се случува на физичко ниво. Сликата на просториите ја менувала бојата врз основа на температурата на околината. Зградата е на планина, каде што е ладно, но во понеделник во 6 наутро било топло, иако повеќето луѓе не влегле до 9 часот.

Претставникот се запрашал: „Зошто ја грееме зградата три часа кога нема никој тука?“. Тогаш забележал, на средина на зградата, просторија која ја менувала бојата од сино во црвено, од црвено во сино, сино во црвено. Некој објаснил дека лицето што работело на таа локација постојано се жалело дека е претопло и постојано го отворало прозорецот (оставајќи го отворен преку ноќ) за да влезе ладен планински воздух.

Ова се само два начина на дигитализација – дигитални близнаци направени преку BIM-постапка заснована на облак – кои можат да создадат вредност за сопственикот на зградата.

Податоци за следниот проект

Дигиталните близнаци на дизајнерите и на инженерите ќе им овозможат да изведат и повеќе симулации, што може да има големо влијание врз одржливоста. На пример, КОВИД-19 го направи особено итен приоритет моделирањето на протокот на сообраќај поради потребата за физичко дистанцирање.

Симулацијата на заинтересираните страни им овозможува да ги користат увидите што ќе ги соберат во проектирањето, изградбата и поседувањето на структурата. Тука технологиите, како што се генеративниот дизајн, AI и машинското учење, вградени во алатките како што е Autodesk Spacemaker, додаваат вредност. Секој увид во тие информации може да биде од помош при развојот на следната зграда.

Spacemaker може да им помогне на архитектите и инженерите да го оптимизираат дизајнот на пример на едно училиште, врз основа на скиците за стотина училишта од слична големина, регион и барања. Системот може да вклучи алатки како што се социјално слушање, бележење на чувствата за тие други училишта од коментарите за нив и рангирањето на социјалните мрежи. Тие податоци за расположението можат да послужат за идните одлуки кога архитектот треба дополнително да ја опреми зградата или да направи нов дизајн.

Ваквите увиди обезбедуваат тимот да може да почне со концепти што функционираат – на пример, дека одреден дизајн е испорачан 30% побрзо од алтернативите или дека успешниот проект користел префабрикација. На крај, овие увиди можат да го информираат BIM-процесот и да се одразат на дигиталниот близнак.

Дигиталниот близнак има импликации многу подалеку од зградата. На ниво на градот, близнаците можат да се користат за подобрување на начинот на кој се градат и се одржуваат мостовите, патиштата, автопатите и комуналните услуги.

AEC индустријата преминала долг пат уште од времето на агломерите, компасите и Т-линијарите. Дигитализацијата и дигиталната трансформација ќе ѝ помогнат на индустријата давајќи ѝ автоматизација и увиди за да може да гради подобро – побрзо – и да им носи поголемо задоволство на сопствениците и на станарите на кои им служи.

Може дури да им помогне и на архитектите – како на Рорк од „The Fountainhead“ – да пронајдат повеќе време за креативност и иновативност. И, што е најважно, градовите ќе ги направи попаметни и поотпорни кога во иднина ќе се соочи со предизвиците во проектирањето.