我们的美国土木工程师协会成绩单上的C-说明了美国对基础设施维修的迫切需求。最近的《基础设施投资和就业法案》(IIJA)旨在修复国家的道路、桥梁、管道、水道和电网，令人难以置信的1.2万亿美元将启动全国各地的建设项目。然而，这种类型的资金只能在一个饱受系统延迟、频繁返工和膨胀预算困扰的行业中取得成功。为了成功改造美国的基础设施，该团队需要解决一个持久的挑战：数据。考虑到这一点，数字孪生技术将证明是将美国基础设施带入21世纪、改善通信、生产力和建筑数据完整性的关键。数字孪生增强了建筑信息建模的优势。数字双胞胎就像一个活生生的人体模型。连接现场和办公室的数字双胞胎可以将整个资产生命周期从施工现场转变为持续的运营和维护。为了保持国家的高速公路和电网正常运转，业主、工程师和总承包商之间的交接不能被忽视。从一开始，价值链上的利益相关者就需要在数字孪生平台上进行协作，并在设计、构建和维护基础设施方面保持一致，以造福子孙后代。什么是数字孪生？BentleySystems首席执行官GregBentley在解释其公司的技术目标时强调了数字孪生的一个关键特征：“到目前为止，我们的努力使软件能够产生有用的可交付成果。但因此是一个静态和过时的目的。我们的目标在数字孪生中，是为了让这些可交付成果的价值在资产的整个生命周期中持续存在，对“黑暗工程”数据的常绿可见性，以同步其随时间的变化，并打开这些黑暗数据以实现沉浸式可视化。但更重要的是，分析的可见性，包括随着时间的推移对数字孪生的分析是第四个维度，即4D。”换句话说，数字孪生提供了从设计到施工和持久运营的无与伦比的可见性。这使得在交接之间不会丢失任何东西，但数据实际上为决策提供了信息。我们经常看到纸张、集成不佳的应用程序、孤立的遗留系统或电子表格阻止整个价值链的利益相关者无法访问可操作的数据或创建丰富的记录系统。让我们以建筑为例。建筑行业对模拟的依赖导致生产力危机可能是陈词滥调。然而，关键是要理解施工延误和高成本会产生连锁反应，所有这些最终都会影响资产的健康和寿命。数字孪生技术不仅有望克服施工中的许多数据和通信挑战，而且还可以转变整个资产生命周期。导致建筑业生产力危机的三个因素建筑不会很快放缓。任何轻微的效率低下都是至关重要的，建筑物在数据和通信方面面临着每年耗资数十亿美元的重大挑战。大数据和高成本对于一些最关键的基础设施项目，团队平均生成1.3亿封电子邮件、5500万份文档和1200万个工作流。然而，建筑行业是世界上数字化程度最低的行业之一，受到现场模拟流程和办公室遗留系统的阻碍。FMI和PlanGrid在一份2018年行业报告中发现：建筑工人每周浪费两个工作日来搜索项目数据（修订图纸、材料切割表等）这些非最佳任务将使中型建筑公司花费更多每年超过20亿美元，该行业总计1775亿美元。沟通不畅和项目信息不畅导致了近一半的返工——每年花费313亿美元。持续返工FMI和Autodesk于2021年开展的一项调查显示，施工数据数量和质量问题依然严重：可用项目数据在短短三年内翻了一番。然而，25%的受访者拥有不可用的项目数据。三分之一的错误决策是由于错误的数据造成的。由于决策不当，到2020年，糟糕的数据可能会造成1.84万亿美元的损失。887亿美元的返工可追溯到不良数据。简而言之，随着建筑项目在快速发展的行业中变得越来越大和越来越复杂，良好的数据和通信比以往任何时候都更加重要。生产力下降的机会建筑行业的生产力下降和数据挑战并不是什么新鲜事。世界经济论坛2016年的一份报告指出，虽然美国其他行业的劳动生产率在过去50年中提高了153%，但建筑业却下降了19%。据世界经济论坛称，数字化是建筑业转型的核心，将在全球工程建设和运营中节省0.7-1.2万亿美元，节省0.3-0.5万亿美元。换句话说，数字化的好处遍及整个价值链。打造具有竞争力的建筑公司麦肯锡强调了建筑公司可以创新并获得竞争优势的五个领域：高精度测量和地理定位下一代5-D建筑信息建模数字协作和移动性物联网和高级分析面向未来的设计和施工在这五个人中，有四个直接参与收集、可视化和处理信息。鉴于我们探索的统计数据，信息在这里发挥核心作用可能不足为奇。为了有效，建筑公司需要一个丰富、准确、实时的记录系统。这就是数字孪生将改变架构的地方。使用数字孪生弥合办公室与现场之间的差距现场工作人员经常在纸上记录工作，将数据保存到电子表格和拇指驱动器，然后浪费时间将更新的信息带回办公室。这是缓慢的、容易出错的、成本高的并且第三方难以合作。因此，数字孪生对每个实物资产数据的即时访问取决于该领域的创新。建筑公司需要将手动流程和模拟换成移动、基于云和与数据无关的现场解决方案。这些是精确数字孪生的关键要求。建筑行业在采用移动技术方面取得了进展，但仍存在重大问题：手动数据收集和传输、现场应用的采用率低以及缺乏集成。与移动技术采用相关的三个问题正在进行的手动数据收集2018年Trackvi调查显示，47%的施工经理在捕获关键项目信息时使用手动方法。值得注意的是，大多数管理人员都认为手动系统会导致有关工作质量的信息不完整。在2018年的另一项研究中，近50%的建筑公司报告说，移动技术增加了他们可以收集的高质量数据的数量，绝大多数人同意改善数据访问和现场到办公室的通信。忽略现场软件简单地为现场工作人员配备移动技术并不能解决建筑业的数据挑战。例如，PlanGrid和FMI观察到，虽然75%的受访者向项目经理和现场主管提供移动设备，但只有不到50%的受访者使用应用程序。相反，信息分散在电子邮件、短信和电话中。缺乏集成尽管如此，即使对于那些拥有实时应用程序的人来说，缺乏集成也会阻止团队充分利用移动软件的潜力。事实上，在JBKnowledge的2021年研究中，超过50%的受访者由于缺乏集成而手动传输应用程序数据。尽管采用了现场软件，建筑公司仍在使用手动传输、电子表格导入、电子邮件或其他耗时且容易出错的流程。数字孪生和基于云的数据：好处为了弥合办公室和现场之间的差距，管理人员应该为员工配备集成的移动软件，以便轻松捕获数据、无差错地共享数据和集中协作。提供与数据无关的SaaS解决方案的公司准备通过简化工作流程并确保数字孪生植根于真实情况来满足这一需求。例如，如果总承包商要从实时数据访问中获益并创建准确的竣工数据，他们就需要来自现场的动态、高质量数据。归根结底，数字化只有在与地面靴、后台系统和价值链上的利益相关者之间的集成和干净协作相结合时才有价值。让我们看看在数字孪生空间采用的另外两个好处。转变项目交接虽然集成移动软件是构建过程中向前迈出的关键一步，但孤立的应用程序不仅仅是该领域的问题。遗留后台系统（EAM、GIS等）甚至数字孪生也是如此，因为利益相关者从项目开始就没有在数字孪生技术上保持一致。鉴于这些孤岛，建筑和工程中收集的总数据中有95%未被使用，其中30%的数据实际上因项目移交而丢失也就不足为奇了。相比之下，在项目开始时诞生的数字双胞胎可以为所有相关人员提供全面、实时的可见性。例如，资产所有者和总承包商之间的这种协作确保了项目的顺利移交，并使总承包商能够轻松创建高质量的可交付成果。高质量、实时的完工当总承包商与资产所有者在数字孪生上合作时，他们可以随着施工进度动态编译文档和地图更改，确保项目的完整可见性和交付时的准确信息。这与在项目结束时拼凑竣工图纸或努力在孤立的数字孪生之间传输数据形成鲜明对比。虽然避免返工和争议是数字孪生技术在建筑中的直接好处，但准确的竣工竣工在整个资产生命周期中至关重要，从长远来看可以为资产所有者节省大量资金。借助数字孪生，竣工数据更加全面，因为数据不会在遗留系统或模拟中丢失：模型、时间线、图纸、表格、地图、照片、视频等提供了丰富的上下文。此外，如果数字双胞胎是基于云的且移动友好的，则运营人员可以随时随地访问此完整记录。这节省了可能花在去办公室和整理文件上的时间。当总承包商无缝地移交完整记录时，他们不仅通过记录清晰高效的工作来提高自己的声誉，而且还确保资产在未来继续表现良好。结论：现场采用是数字双胞胎技术的关键数字双胞胎的无限潜力可能有些令人望而生畏，尤其是考虑到可以扩展到整个价值链的影响。很简单：要让数字孪生有效地改造关键基础设施，他们需要让现场工作人员的生活更轻松。它们需要直观、移动友好、集成且基于云，以便无论身在何处都可以快速捕获和轻松传达信息。
