Исследование влияния цифровых двойников на повышение эффективности управления жизненным циклом строительных объектов в условиях умных городов
Ключевые слова:
цифровые двойники, жизненный цикл строительных объектов, умные города, информационное моделирование, интегративное управление, устойчивое строительство, цифровая трансформацияАннотация
Цифровые двойники представляют собой перспективную парадигму в строительной отрасли, обеспечивающую комплексное моделирование объектов на протяжении всего жизненного цикла. Интеграция данной технологии в инфраструктуру умных городов формирует принципиально новый подход к управлению строительными объектами. Настоящее исследование направлено на комплексный анализ влияния цифровых двойников на эффективность управления жизненным циклом строительных объектов в контексте развития умных городских экосистем. Методологический аппарат исследования основывается на многоуровневом подходе, включающем системный анализ, прикладное моделирование и эмпирическую верификацию через изучение 37 пилотных проектов, реализованных в 2019-2023 годах в пяти регионах. Исследование выявило значительное повышение эффективности операционного управления строительными проектами при внедрении цифровых двойников: сокращение сроков проектирования на 27,3%, снижение эксплуатационных расходов на 19,6% и увеличение точности прогнозирования ресурсного обеспечения на 41,8%. Разработана интегративная модель цифрового двойника строительного объекта, включающая четыре взаимосвязанных компонента: геометрический, функциональный, технологический и экономический. Результаты исследования демонстрируют прямую корреляцию между степенью цифровизации процессов управления и показателями устойчивости строительного объекта с коэффициентом детерминации 0,742. Предложенный методологический инструментарий позволяет оптимизировать механизмы принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла строительного объекта и интегрировать их в экосистему умного города.
Библиографические ссылки
Azhar S. Building information modeling (BIM): Trends, benefits, risks, and challenges for the AEC industry // Leadership and management in engineering. 2011. № 11(3). рр. 241-252.
Batty M. Digital twins. Environment and рlanning B // Urban analytics and city science. 2018. 45(5). pp. 817-820.
Boje C., Guerriero A., Kubicki S., Rezgui Y. Towards a semantic construction digital twin: directions for future research // Automation in сonstruction. 2020. № 114. рр. 103-179.
Deng M., Menassa C.C., Kamat V.R. From BIM to digital twins: a systematic review of the evolution of intelligent building representations in the AEC-FM industry // Journal of information technology in сonstruction. 2021. № 26. рр. 58-83.
Grieves M., Vickers J. Digital twin: Mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. Transdisciplinary perspectives on complex systems. Berlin: Springer, 2017. pp. 85-113
Khajavi S.H., Motlagh N.H., Jaribion A., Werner L.C., Holmström J. Digital Twin: Vision, benefits, boundaries, and creation for buildings // IEEE Access. 2019. № 7. рр. 147406-147419.
Kochovski P., Stankovski V. Supporting smart construction with dependable edge computing infrastructures and applications // Automation in construction. 2018. № 85. рр. 182-192.
Lu, Q., Xie, X., Parlikad, A. K., & Schooling, J. M. (2020). Digital twin-enabled anomaly detection for built asset monitoring in operation and maintenance // Automation in Construction, 118, 103277.
Mohammadi N., Taylor J.E. Smart city digital twins // Mat. of the 2017 IEEE Symposium series on Computational Intelligence (SSCI). 2017. pp. 1-5.
Qi Q., Tao F., Zuo Y., Zhao D. Digital twin service towards smart manufacturing // Procedia CIRP. 2018. № 72. рр. 237-242.
Sacks R., Eastman C., Lee G., Teicholz P. BIM handbook: A guide to building information modeling for owners, designers, engineers, contractors, and facility managers. Hoboken: John Wiley & Sons, 2018.
Talari S., Shafie-Khah M., Siano P., Loia V., Tommasetti A., Catalão J.P. A review of smart cities based on the internet of things concept // Energies. 2017. № 10(4). Р. 421.
Tang S., Shelden D.R., Eastman C.M., Pishdad-Bozorgi P., Gao X. A review of building information modeling (BIM) and the internet of things (IoT) devices integration: Present status and future trends // Automation in сonstruction. 2019. № 101. рр. 127-139.
Volk R., Stengel J., Schultmann F. Building Information Modeling (BIM) for existing buildings – Literature review and future needs // Automation in construction. 2014. № 38. рр. 109-127.
Wong J.K.W., Zhou J. Enhancing environmental sustainability over building life cycles through green BIM: A review // Automation in сonstruction. 2015. № 57. рр. 156-165.
