Poštovani posetioci sajta TeamCAD,
nastavljamo sa obradom interesantnih tema vezanih za BIM projektni proces i tehnologiju digitalnih blizanaca. Kao što sam najavio u svom prethodnom tekstu „Velike uštede koje BEP donosi investitoru“, u ovom tekstu ću obrađivati temu „Podaci su novo zlato, da li isto važi i za podatke u digitalnim blizancima?“

Da li ste čuli da su podaci novo zlato ili novo crno zlato?

Ako dobro pogledate sliku iznad, priznaćete da ove tvrdnje dolaze sa veoma kompetentnih portala i od veoma kompetentnih kompanija i institucija. Tvrdnja da su podaci novo zlato otvara mnoga pitanja, pošto informacije i podaci sami po sebi nemaju materijalnu niti tržišnu vrednost, poput zlata ili nafte. Zato moramo imati u vidu da se, pri tvrdnji da su podaci „novo zlato“ ne misli na poređenje tržišne vrednosti informacija i podatka sa jedne strane i zlata sa druge strane, već na nešto sasvim drugo.

Naime, tokom razvoja ljudske civilizacije, zlato se nametnulo kao najpouzdaniji oblik očuvanja vrednosti imovine i kapitala iz razloga što je do sedamdesetih godina prošlog veka zlato bilo podloga za celokupnu novčanu masu na planeti. Praktično, svaka novčanica na planeti imala je podlogu u zlatnim polugama centralnih banaka širom sveta i to je ono što i dan danas zlatu daje veliku vrednost i čini ga veoma pouzdanim oblikom očuvanja vrednosti kapitala.

Ali kako uporediti vrednost informacija i podataka sa vrednošću zlata? Na koji način ih uporediti? Mislim da lako možemo uporediti vrednost informacija ili podataka i vrednost zlata ako uporedimo potencijal koji sa sobom nose. Ako znamo da zlato ima ograničenu cenu, gde je faktor koji ograničava vrednost grama ili unce zlata njegova trenutna cena na međunarodnom tržištu, informacija ili podatak nema takvih ograničenja i njegova vrednost se meri potencijalnom koristi koju informacija ili podatak daju njenom vlasniku. Ako dodamo da su informacije i podaci kao integralni deo nauke o podacima, uz tehnologiju digitalnih blizanaca, jedna od glavnih uzdanica četvrte industrijske revolucije, visoka vrednost informacija i podataka nam postaje više nego očigledna.

Verovatno ste čuli za izreku kineskog filozofa Konfučija: „Daj čoveku ribu i nahranićeš ga za jedan dan, nauči ga da peca i nahranićeš ga za ceo život.“ Dakle, informacije, podaci, pa samim tim i njihov skup oličen u poznavanju veština baziranih na podacima i informacijama imaju vrhunsku vrednost i njihova vrednost je mnogo veća od bilo čega materijalnog, pa i od samog zlata. Mišljenja sam da, baš zbog stavova iznetih u prethodnom delu teksta, dolazi do današnjih poređenja vrednosti informacija, podataka, pa samim tim i veština sa jedne strane i vrednosti zlata sa druge strane.

Ako se sada se vratimo u svet BIM tehnologija i digitalnih blizanaca i sagledamo vrednost informacija, podataka i veština iz te perspektive, dolazimo do pravog smisla danas popularne tvrdnje da su „podaci novo zlato“. Mada ova tvrdnja potiče iz nauke o podacima (eng. Data Science), ona je apsolutno primenjiva i na današnje BIM tehnologije (Building Information Modelling) i tehnologije digitalnih blizanaca, koje se temelje ne samo na 3D geometriji, već na nečemu mnogo većem i vrednijem – na njihovom veličanstvu informacijama i podacima.

U nastavku teksta pokušaću da potkrepim gore navedena razmišljanja i stavove vezane za potencijal i vrednost informacija i podataka u tehnologiji digitalnih blizanaca i odgovorim na neka od pitanja koja se, siguran sam, nameću svakom čitaocu ovog teksta:

• Zašto su podaci toliko dragoceni u tehnologiji digitalnih blizanaca?
• Kako na najefikasniji način generisati podatke u modelu digitalnog blizanca?
• Kako efikasno obraditi podatke u modelu digitalnog blizanca?
• Kako najefikasnije vizualizovati podatke?
• Kako podatke u modelu digitalnog blizanca pretvoriti u konkretne uštede?

Zašto su podaci toliko dragoceni u tehnologiji digitalnih blizanaca?

Kao što ste mogli da se upoznate u jednom od mojih prethodnih tekstova „Šta su digitalni blizanci“, digitalne blizance smo definisali kao digitalnu repliku fizičkih podataka, procesa, sistema i digitalnu simulaciju stvarnosti koja može biti korišćena u različite svrhe. To praktično znači da digitalnu repliku nekog objekta iz realnog sveta možemo testirati na različite dinamičke uticaje bez ikakve učinjene štete samom fizičkom objektu i doneti savršeno objektivne odluke zasnovane na upoređivanju različitih rezultata dobijenih iz simulacija u modelima digitalnih blizanaca. 

Ako uzmemo u obzir da je simulacije na digitalnoj replici objekata iz realnog sveta moguće uraditi neograničen broj puta i u različitim varijantama, informacije i podaci koji se generišu iz različitih razmatranih opcija i rešenja nam omogućavaju velike uštede. Takođe, podaci nam omogućavaju da donosimo odluke na osnovu podataka dobijenih iz simulacija tj. odluke zasnovane na podacima iz ispitivanja (eng. Data Driven Decisions).

Još je važno napomenuti i da trenutno najjeftinija opcija dobijena na osnovu podataka iz različitih alata digitalnih simulacija, primenom tehnologija digitalnih blizanaca, ne znači uvek i najjeftiniju opciju tokom određenog vremenskog perioda eksploatacije nekog objekta u realnom svetu. Primera radi, ukoliko je projektantu kriterijum da za investitora izabere najjeftiniji čiler, bez razmatranja potrošnje energije pri njegovom radu kao jednog veoma bitnog kriterijuma u odabiru opreme u građevinskom objektu, investitor će u prvim godinama eksploatacije ostvariti određene uštede zbog niže cene nabavke i ugradnje čilera, ali će u narednim godinama eksploatacije čilera izgubiti značajna novčana sredstva zbog veće potrošnje električne energije na grejanje i hlađenje, pa samim tim i većim izdacima za plaćanje računa za utrošenu električnu energiju. 

Nadam se da sam Vam uz pomoć nekoliko prethodnih primera dao ideju zašto su podaci generisani različitim simulacijama i obrađeni u cilju optimizacije troškova eksploatacije, veoma dragoceni u tehnologiji digitalnih blizanaca i da itekako imaju veliki potencijal da investitoru donesu značajne uštede. Naravno, jedan od bitnih parametara kod tehnologije digitalnih blizanaca je i način na koji su informacije i podaci generisani, obrađeni i vizuelizovani, o čemu ćete više saznati u nastavku teksta.

Kako na najefikasniji način generisati podatke u modelu digitalnog blizanca?

Kada pričamo o najefikasnijem načinu generisanja podataka u modelu digitalnog blizanca, moramo uzeti u obzir da postoje dva tipična scenarija:

• podaci generisani tokom BIM projektnog procesa,
• podaci generisani tokom operativnog korišćenja građevinskog objekta i opreme ugrađene u njega.

U prvom slučaju, dakle kada generišemo podatke tokom BIM projektnog procesa, najefikasniji način prikupljanja podataka je dobra komunikacija u projektnim timovima različitih disciplina na projektu, pravovremena razmena podataka između disciplina u BIM projektnom procesu, automatizacija BIM projektnog procesa i razmene BIM podataka, a zatim i implementacija različitih alata digitalne simulacije u okviru modela digitalnih blizanaca generisanih na osnovu BIM modela u različitim fazama projektnog procesa.

Kada pričamo o podacima generisanim tokom operativnog korišćenja građevinskog objekta, stvari su malo složenije. Čest je slučaj da nam nisu dostupni bilo kakvi podaci iz BIM modela disciplina, vrlo je čest slučaj da ni sam investitor ne poseduje BIM model izvedenog stanja, pa smo često prisiljeni da uložimo veliki napor u prikupljanju podataka. Najpre je potrebno izraditi BIM modele postojećeg stanja različitih disciplina, zatim je potrebno u postojeći građevinski objekat postaviti različite senzore, koji će prikupljati podatke duži vremenski period. Tako prikupljeni podaci se pomoću „Internet of Things“ prebacuju u model digitalnog blizanca na dalju obradu i analizu i na osnovu njih dobijamo mogućnost da optimizujemo dobijene podatke u modelu digitalnog bliznaca.

Kako efikasno obraditi podatke u modelu digitalnog blizanca?

U zavisnosti od svrhe za koju je model digitalnog blizanca izrađen, mogu se koristiti različiti alati pomoću kojih je moguće obraditi podatke u modelu digitalnog blizanca na najefikasniji način. Međutim, metodologiju obrade podataka u modelu digitalnog blizanca možemo grubo podeliti na: 

• CFD (eng. Computational fluid dynamics) je proračun dinamike fluida i deo je mehanike fluida koji kao osnovu analize uzima numeričku analizu i struktuirane podatke da bi rešio probleme vezane za ponašanje fluida u tečnom i gasovitom stanju. CFD analiza ima veoma široku primenu uključujuću sile i momente na različitim digitalnim modelima, pritisak u cevima uzrokovan materijama u tečnom i gasovitom stanju koji se nalaze u samim cevima, analizu eksplozija, simulaciju kretanja i protoka različitih vrsta čestica, delovanje temperature, simulacija vremenskih prilika, ponašanje digitalnih modela u vazdušnom tunelu itd.

• Dynamo i Python su digitalni alati koji su detaljno razrađeni u tekstu „Automatizacija BIM projektnog procesa“. Ovde bih želeo da izbegnem detaljniji opis o digitalnim alatima Dynamo i Python koji, pored automatizacije BIM projektnog procesa, imaju veliku primenu i u obradi podataka kod modela digitalnih blizanaca. Ukoliko želite više podataka o alatima Dynamo i Python, molim Vas izaberite ovaj link.

• Mašinsko učenje je digitalni alat koji se definiše kao podoblast veštačke inteligencije. Mašinsko učenje se zasniva na učenju mašine na bazi iskustva i oponašanja postupaka čoveka pri određenim okolnostima koje se ponavljaju. Uprošćeno, mašinsko učenje bazira se na posmatranju postupaka koje čovek izvršava kada se susretne sa određenim tipičnim problemom. Nakon određenog broja ponavljanja, program koji „nadgleda čoveka“ uči i usvaja algoritam ponašanja čoveka i preuzima na sebe izvršenje iste operacije koju je naučio „nadgledajući čoveka“. 

S obzirom da veštačka inteligencija još uvek nije u mogućnosti da donosi veoma kompleksne odluke i sagleda probleme koji se javljaju kod podataka generisanih različitim simulacijama, mišljenja sam da još uvek ne možemo govoriti o masovnoj i podrazumevanoj upotrebi veštačke inteligencije kao digitalnog alata za simulaciju procesa kod digitalnog blizanca.

Kako najefikasnije vizuelizovati podatke?

Nakon što smo sakupili relevantne podatke, zatim ih obradili i iz različitih proračuna i rezultata dobili parametre koji nam mogu pomoći u optimizaciji modela digitalnog blizanca, nameće se potreba da dobijene podatke vizuelizujemo na jasan i svakome prihvatljiv i razumljiv način. Treba imati u vidu da, kada nastupamo iz perspektive pružaoca usluge klijentu, moramo voditi računa da klijentu na sastancima, gde treba odlučiti o određenim  izmenama u projektu ili na izgrađenom objektu, podaci koje mu pružamo budu lako razumljivi. Često se i meni dešavalo da na sastanku iznesem podatke koji, iako jesu relevantni i klijentu donose uštede, ne budu prihvaćeni jer ih nisam uobličio na način koji je lako razumljiv za klijenta, koji ne mora nužno da bude inženjerske ili tehničke struke. Zato je, po meni, vizuelizacija podataka jednako važna kao i tačnost podataka koji su generisani različitim metodologijama, jer podaci moraju biti što je moguće jednostavniji za razumevanje.

Daću Vam par primera:

• Prilikom pripreme za sastanak sa klijentom trebalo je pripremiti i predstaviti podatke o fizičkim karakteristikama čeličnih greda u modelu platformi. Trebalo je dati profil čelične grede, gornju kotu čeličnih greda i prikazati klijentu sve čelične grede duže od 6,0 m zbog specifičnih zahteva transporta i skučenog prostora za izgradnju čelične platforme. Traženi podaci tradicionalno bi bili predstavljeni pomoću više crteža. Bilo bi potrebno obeležavati gornju kotu svake čelične grede, označiti svaku čeličnu gredu i kotirati crtež čeličnih greda da bi se traženi podaci prezentovali na odgovarajući tradicionalni način. Ali zašto ne bismo uradili nešto ovako – direktno iz Revit modela bez ikakvih crteža, zar ovako model konstrukcije ne izgleda jednostavnije i razumljivije?

• Pomoću senzora u već izgrađenoj zgradi, vršena su merenja temperature u svakoj prostoriji tokom mesec dana. Nakon transfera podataka putem „Internet of Things“ i obrade dobijenih podataka, dobijena je prosečna temperatura u svakoj prostoriji tokom prethodno definisanog vremenskog intervala. Dobijeni podaci su ukazivali da je prosečna temperatura u pojedinim prostorijama odstupala od očekivanih vrednosti predviđanih projektom. U ovom slučaju, niža temperatura od projektovane je bila smetnja zakupcu poslovnog prostora u ostvarivanju punog komfora. Da bi na lakši način prezentovali izmerene podatke, podaci dobijeni iz senzora su vizuelizovani u modelu digitalnog blizanca pomoću programa za vizuelizaciju podataka Power BI.

• Pomoću senzora na mostu, sakupljani su podaci o vibracijama tokom redovnog saobraćaja. Po projektnoj dokumentaciji izrađenoj po normama iz 1975. godine, most je bilo potrebno rekonstruisati. Klijent nam se obratio da bi proverio da li je moguće odložiti rekonstrukciju mosta za neko vreme ukoliko bi se uvažile sadašnje norme. Umesto klasičnog pristupa, gde bismo radili statički proračun po postojećim normama, podaci iz senzora i izmerene vibracije su pokazale da je, uz minimalne intervencije gde je samo jedan senzor pokazao veće vibracije od onih propisanih normi, moguće odložiti rekonstrukciju mosta za najmanje sedam godina. Ako se uzme u obzir da se most nalazi u blizini luke koja ima veoma intenzivan brodski saobraćaj, klijentu su obezbeđene velike uštede, jer nije bilo potrebno zatvarati luku tokom dvomesečnih minimalnih radova na rekonstrukciji mosta.

Nadam se da ste na osnovu prethodnih primera uvideli potrebu da se podaci u modelu digitalnog blizanca vizuelizuju na što je moguće jednostavniji način i da je cela poenta u priči o podacima u modelu digitalnog blizanca da na lak i jednostavan način svaki učesnik u projektnom procesu shvati generisane podatke kroz maksimalno pojednostavljen prikaz pomoću različitih programa za vizuelizaciju koji su nam danas dostupni.

Kako podatke u modelu digitalnog blizanca pretvoriti u konkretne uštede?

Do mogućnosti da podatke u modelu digitalnog blizanca pretvorimo u konkretne uštede klijentu prešli smo veoma dugačak put. Prvo je bilo potrebno generisati relevantne podatke, zatim ih na valjan način obraditi i najzad ih vizuelizovati na način koji je lako razumljiv za klijenta.

Kod građevinskih objekata, koji su sada predmet projekta i koji se rade po sada važećim normama, najbolji savet je da se rade periodične simulacije u modelima digitalnih blizanaca tokom projektnog procesa. Danas najveći problem predstavljaju građevinski objekti koji su već izgrađeni sredinom i krajem prošlog veka. Ono što treba posebno imati u vidu je činjenica da je cena energije enormno skočila u poslednjih par decenija, što starije zgrade čini energetski veoma neefikasnim. Najčešće je energetska efikasnost i glavni razlog za ulaganja u već postojeće zgrade.

Tehnologija digitalnih blizanaca i primena alata digitalne simulacije u njemu nam pruža velike mogućnosti da kroz poboljšanje energetske efikasnosti postojećih objekata klijentu ostvarimo značajne uštede. Procene zasnovane na dosadašnjem iskustvu su da bez bilo kakvih ulaganja u nabavku nove opreme u građevinskom objektu, dakle samo optimizacijom uključivanja i isključivanja grejanja, hlađenja, grejanja vode, rasvete i sl, minimalna ušteda koju investitor ili zakupac može ostvariti iznosi 5% od cene energije koju investitor ili zakupac plaća bez optimizacije energetske efikasnosti zgrade.

Dakle, samo u tom segmentu životnog ciklusa zgrade mogu se uštedeti enormna novčana sredstva na godišnjem nivou. Ako se na to doda i predvidivost izdataka na održavanju građevinskog objekta i opremi ugrađenoj u njega kroz sakupljanje podataka primenom senzora, „Internet of Things“ i drugih alata koji nam omogućava tehnologija digitalnih blizanaca, mislim da je svakom čitaocu teksta više nego jasno kakve uštede je moguće ostvariti pomoću tehnologije digitalnih blizanaca i na objektivnim odlukama donesenim na osnovu podataka (eng. Data Driven Decisions).

Ovim bih završio tekst „Podaci su novo zlato, da li isto važi i za podatke u digitalnim blizancima?“ i o mom viđenju da li su informacije i podaci u digitalnom blizancu novo zlato, kao što je to slučaj sa informacijama i podacima u okviru nauke o podacima. Ujedno bih iskoristio priliku da Vam najavim svoj sledeći tekst „Senzori i IoT u tehnologiji digtalnih bliazanca“.

Ukoliko imate bilo kakva pitanja, komentare ili želite da saznate više detalja o temi koju sam obradio u tekstu „Podaci su novo zlato, da li isto važi i za podatke u digitalnim blizancima?“, molim Vas kontaktirajte TeamCAD, koji će Vam rado pružiti dopunske informacije.

Takođe, ukoliko Vam je potreban savet kako da na najbolji način primenite tehnologiju digitalnih blizanaca ili Vam je potrebna primena tehnologije digitalnih blizanaca na Vašem projektu ili postojećem objektu, molim Vas da kontaktirate TeamCAD, koji će Vam rado izaći u susret.

Do sledećeg teksta,
Predrag Jovanović

::

Prethodne tekstove na temu možete pročitati ovde:

"Velike uštede koje BEP (eng. BIM Execution Plan) donosi investitoru"

"Konvencija o BIM modelovanju"

"Šta je LOD – Nivo detaljnosti BIM elemenata?"

"Šta je BEP i šta treba da sadrži?"

"Upravljanje podacima digitalnog blizanca građevinskog objekta"

"Digitalni blizanci u građevinskoj industriji"

"Šta su digitalni blizanci?"

"Male, a velike uštede u BIM projektnom procesu - primeri" 

"Automatizacija BIM projektnog procesa"

"Napredno upravljanje BIM podacima"