(相关资料图)

数字孪生：建筑信息模型与智能建筑的交汇点

在20世纪早期，Henry Ford通过批量生产系统(BPS)将制造一辆汽车所需的时间从12个多小时缩短到2个小时。从那时起，汽车行业经历了多次颠覆和创新。现在每3秒就有一辆新车从流水线上生产出来。产品（如汽车），已经从一个普通的机械奇迹发展成为一个复杂的智能系统，包括一系列技术、电子产品和材料。最初，汽车工业是由大规模生产、精益方法和全球化驱动的。然而，随着工业4.0的到来，汽车行业的未来取决于数据主导的制造。

都说，数据是当今的新石油。如今，产品越来越趋于服务化。如，从Tesla购买电动汽车，便获得一项持续远程监控和分析的服务，以进行改进和维护。甚至航空领域的MRO(维护、维修和大修)服务也严重依赖数据进行预测性维护和分析。因此，很明显，对于这些行业而言，重点是最终产品，否则就是服务。虽然生产这些产品的过程非常重要，但人们更关注的是这些产品的用户体验，而不是过程。所以，建筑行业一直想搞清楚建筑信息模型（BIM）是什么?首先，我们必须承认建筑信息模型（BIM）在建筑领域的重要性，考虑到一般项目交付的分散方式。作为一个利用项目主要利益相关者的输入的过程，BIM在项目上部署的最重要的成果之一——一个准确的BIM模型。使用BIM模型，可以模拟施工现场的整个交付过程，并且可以通过虚拟模拟提前消除所有潜在的浪费和低效率来源。在设计过程中，还对构建的资产进行了广泛的分析，每个人的输入都被更有凝聚力地捕获。与建筑行业传统项目交付中的脱节交付方法相比，这是一个巨大的飞跃。然而如今，我们倾向于更多地关注在交付过程中消除浪费，而不太关注这些设施中的体验。换句话说，作为一个行业，我们变得更加以设备为中心，而不是以用户为中心。所谓以用户为中心的设施，指的是被设计为服务的设施，利用数据分析来捕获和改善最终用户体验。

而，这些建筑也被称为智能建筑。

让我们回到汽车行业。要使服务化车辆工作，有三个主要组成部分:现实世界中的物理实体、其虚拟模型以及将两个世界联系在一起的连接数据/视图。这，也就是所谓的数字孪生架构。也是本文的主题，建筑信息模型(BIM)和智能建筑之间的交汇点是数字孪生。数字孪生能力的进步是由四项关键技术推动:

物联网和大数据：资产或组件上的传感器与连接系统相结合，使组织能够获得对实时性能的详细见解。高级分析：通过机器学习，这些数据可以用来预测和模拟资产的未来状况或恶化情况。计算能力：基于云的技术极大地提高了这些行业运行大规模数字孪生模型所需的计算能力的可负担性和可用性。可访问性：以前数字孪生可能被锁在工厂或组织的控制室中，现在可以通过移动设备从任何地方访问这些数据。

回到建筑领域，很明显，准确的BIM模型(也称为记录模型)只是数字孪生实施和设施最终用户实时反馈的起点。那，智能建筑到底是什么？根据James Sinopoli的说法，智能建筑技术是构思、设计、建造、调试和运营建筑物的流程，利用技术来优化建筑环境的目标和目标。从定义来看，很明显，智能建筑有一个流程方面，其需要一个BIM工作流。但是为了补充这一流程，需要利用技术来优化建筑环境的目标。以下是可以在智能建筑中找到的一些技术系统:

能源和舒适系统：如暖通空调系统、智能照明系统以及EPMS。娱乐系统：如音频和视频分发系统、游戏解决方案以及虚拟/增强现实。安全系统：如访问控制系统、IP监控系统以及网络安全系统。通信系统：如电话会议系统、IP电话系统以及数字标牌系统。公用事业系统：如医疗保健系统、灌溉系统以及BMS。生活方式系统：如社交媒体、可穿戴设备和智能小工具/物联网设备控制系统：这是统一所有其他系统的总体平台。

深入了解这一点，很明显，智能建筑既有结构组件，也有技术组件。换句话说，智能建筑既有硬性，也有软性。那么，我们如何在BIM模型中捕获所有这些呢?更重要的是，如何将BIM模型转化为与智能建筑实时通信的数字孪生?

第一个推动因素是物联网和大数据。大多数这些技术系统都是物联网设备，可以在BIM模型中进行说明，并通过传感器与智能建筑相连。第二个推动因素是数据分析。业内已经有一些平台以统一的方式分析来自这些设备的数据，并提供可操作的见解。如Siemens Mindsphere。第三个推动因素是计算能力。如今，这些平台，包括设施管理系统(FMS)，都是基于云的。这极大地提高了计算能力，以及可负担性和可用性。第四个推动因素是可访问性。基于云，这些信息可以从全球任何地方的移动设备上轻松访问。

可以肯定地说，作为一个行业——建筑行业，我们才刚刚起步。BIM只是一个入口点，但其提供了一个很好的数据来源。然而，建筑行业的数字化转型远远超出了BIM和所有其他倾向于高效交付设施的新兴趋势。这些只是主要问题的先决条件，即构建资产的服务化以获得最佳的最终用户体验。从本质上讲，对于我们而言，要实现真正的智能建筑，数字孪生将成为现下和希望看到的未来之间的交汇点。

关键词：