如所有(you)傳統行業一(yi)樣，建(jian)筑(zhu)工程也在(zai)數字化技術(shu)的(de)普惠(hui)之(zhi)下開啟了新(xin)一(yi)輪(lun)創新(xin)，正在(zai)經歷概念(nian)泡沫、應用探索、平臺經濟、技術(shu)融合等(deng)逐步升級的(de)不同階段。但建(jian)筑(zhu)所涉(she)及的(de)系統繁(fan)雜，所以實時(shi)監管與(yu)可視化便成為了最迫切的(de)需求。
這一方面推動了物聯網技術以(yi)及各類智能(neng)傳感器(qi)的廣(guang)泛應用(yong)，另一方面也加速了可(ke)視(shi)化(hua)載(zai)體由二維(wei)平面圖紙向三(san)維(wei)可(ke)交互模(mo)型的過渡(du)。
如果說BIM(建筑信息模型)是可視化平臺建設的地基，那么數字孿生便是(shi)在(zai)此基礎上(shang)搭建出(chu)來的框架結構，最后(hou)由“包羅萬(wan)象”的數據作磚瓦，建造出(chu)完整的平臺。
近年來，越來越多的廠商開始布局數字孿生平臺，但由于“家世背景”不同，無論是平臺架構還是技術亮點都各有千秋。其中，錨定建筑工程場景的北京模視元宇科技有限公司(以下簡稱“模視元宇”)打造了工程數字孿生資產平臺，深度挖掘了工程不同環節的痛點與需求，全面覆蓋了建筑全周期數據。
建筑工程的前生今生
縱觀我國建筑工程的漫漫發展歷程，每一次提速都離不開新興技術所牽引的效率提升與管理升維。站在AIoT時代回望，建筑工程的前世今生可分為靜態、交互、預測三個階(jie)段，也就是工程數字(zi)化升級的“昨天(tian)(tian)、今天(tian)(tian)和明(ming)天(tian)(tian)”。
“昨天”是由BIM牽引的靜態映射階段。
BIM最早(zao)由Autodesk公司于(yu)2002年率先(xian)提出(chu)，并自2013年開(kai)始(shi)在中國進入快速發(fa)展期，政(zheng)府頻發(fa)多項文(wen)件(jian)鼓勵工程建(jian)設項目應用BIM技術，以加快推進工程建(jian)設項目全(quan)生命(ming)周期數據共享和信息化管理。2020年前(qian)后，BIM開(kai)始(shi)愈發(fa)頻繁地出(chu)現在招投標(biao)文(wen)件(jian)及設計方(fang)案(an)中，并從一(yi)些(xie)大型項目開(kai)始(shi)，逐漸(jian)過渡到以BIM為載(zai)體的(de)無紙(zhi)化交(jiao)付。彼時，BIM的(de)應用大多是由政(zheng)策(ce)支持、國企推進，用于(yu)標(biao)桿項目的(de)先(xian)進技術案(an)例宣(xuan)傳(chuan)，行業關注重心仍停留(liu)在展示層面(mian)——哪種建(jian)模方(fang)式更(geng)好、三維漫游(you)如何展示等(deng)等(deng)。
而在最近幾年，經(jing)過實際落地的(de)淬(cui)煉試驗，BIM應用(yong)已經(jing)逐漸從最初的(de)政策推崇過渡到(dao)了(le)從經(jing)濟效(xiao)益出(chu)發的(de)理性抉(jue)擇，加之國內建(jian)設項目(mu)節(jie)奏(zou)放緩，BIM有了(le)更(geng)加充足的(de)成長空間，行業熱議更(geng)多的(de)是如何(he)將BIM與物聯(lian)網、大(da)數據(ju)等新(xin)興(xing)技(ji)術(shu)相(xiang)結合，從而幫助建(jian)筑業降本增效(xiao)。
“今天”是隨著數字孿生平臺落地而掀起的智能交互時代。
誠然(ran)，BIM模型(xing)終究只是靜態模型(xing)，缺乏可操作性與時效性，在(zai)(zai)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)(cheng)中無(wu)法(fa)實時同步工(gong)程(cheng)(cheng)進展(zhan)與工(gong)程(cheng)(cheng)設備管理情況，在(zai)(zai)后期(qi)運維(wei)中亦無(wu)法(fa)實時追(zhui)蹤(zong)樓(lou)宇的(de)運行狀態。但這一局限性也隨著(zhu)數(shu)字孿生平臺的(de)崛起而(er)突破，在(zai)(zai)物聯網(wang)的(de)加(jia)持(chi)下，實時數(shu)據可視化成(cheng)為可能。
目前，建筑(zhu)領域內的(de)(de)數(shu)字孿(luan)生(sheng)平(ping)臺已經逐漸形成(cheng)了(le)兩股流(liu)派(pai)，一部分師承(cheng)游戲引擎，將(jiang)重點放在(zai)了(le)可(ke)視(shi)(shi)化場景展示(shi)上(shang)，但對于建筑(zhu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)理解(jie)稍顯薄弱，很難將(jiang)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)業務(wu)數(shu)據與應用(yong)場景結合，從而(er)挖(wa)掘數(shu)據之(zhi)(zhi)于工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)實(shi)際價值(zhi)。而(er)另一部分則是成(cheng)長(chang)于傳統的(de)(de)建筑(zhu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)之(zhi)(zhi)中(zhong)，自身對于工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)不同環節都有較(jiao)深(shen)的(de)(de)洞(dong)察與理解(jie)，加之(zhi)(zhi)在(zai)BIM、GIS等智(zhi)能(neng)建筑(zhu)基(ji)礎能(neng)力(li)上(shang)修煉已久，可(ke)以通過不斷提升模(mo)型能(neng)力(li)來逐步優化其數(shu)字孿(luan)生(sheng)平(ping)臺的(de)(de)可(ke)視(shi)(shi)化效果(guo)。
以(yi)大(da)型商(shang)場(chang)項目的(de)(de)(de)數(shu)(shu)字孿(luan)生(sheng)平臺(tai)為例，前者(zhe)可能(neng)會(hui)通過錨(mao)點、攝像頭等細化商(shang)場(chang)的(de)(de)(de)場(chang)景(jing)，甚至可以(yi)模擬出清晨傍(bang)晚(wan)不同時段(duan)的(de)(de)(de)光線效果以(yi)及(ji)內部門店(dian)的(de)(de)(de)陳列，從而(er)展示不同條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)運營(ying)場(chang)景(jing)。但后者(zhe)則是更加(jia)關注建(jian)(jian)筑管理，例如(ru)能(neng)耗優(you)化、建(jian)(jian)筑資產管理等，其善于利用數(shu)(shu)字孿(luan)生(sheng)體的(de)(de)(de)性能(neng)參數(shu)(shu)、屬性數(shu)(shu)據以(yi)及(ji)物聯網終端(duan)所采(cai)集的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據相結合，來(lai)輔助管理者(zhe)更好的(de)(de)(de)優(you)化工程實(shi)施與建(jian)(jian)筑運行。
尺有所長寸有所短，但面對日益明確的建筑行業轉型需求，不同“流派”的數字孿生平臺也勢必將殊途同歸，即兼顧可視化效果與數據價值挖掘，打造有生命力的建筑孿生體。而成長于工程領域的模視元宇所推出的工程數字孿生資產平臺不僅錨定了工程場景的真實痛點，同時還在持續精耕細作優化模型的展示效果，打造了真正能夠交互的孿生體。
遠望建筑工程數字化的“明天”，將實現通過數字孿生平臺對實際工程應用進行風險預測，即基于仿真算(suan)(suan)法，對事件未來(lai)運行(xing)過程進行(xing)可視化(hua)預演和結果預測，甚至還能夠通過構(gou)建知識(shi)庫(ku)、算(suan)(suan)法庫(ku)等，實現(xian)孿(luan)生場景對物理世界突發事件學習分析(xi)，并執行(xing)具有時(shi)效性的自主決策(ce)。
“真模型才是真孿生”
毫無疑問，當下的數字孿生平臺絕不僅僅是供方案演示所用的“花瓶”，當其真正投入工程場景后，一方面需要快速接管施工現場的管理，另一方面還應該成為建筑管理者的智能管家，洞悉建筑運維的大事小情，針對于此，以模視元宇為代表的行業玩家顯然更具優勢。而模視元宇也正是將其對建筑工程管理的深刻理解注入到了Vothing工程數字孿生資產平臺(下簡稱“Vothing平臺”)的建設之中，并提出了“真模型才是真孿生”的理念。
什么是“真模型”?
區別于市場上部分基于Unity 3D或UE4建模的數字孿生平臺，模視元宇以工程BIM模型為基礎打造的數字孿生體能夠完整呈現模型的原始精度和掛載數據，Vothing平(ping)臺的“真(zhen)模型(xing)”之所(suo)(suo)以真(zhen)實，也是因為其所(suo)(suo)承載的工(gong)程BIM模型(xing)完整保留了模型(xing)精度和材質，無(wu)任何簡(jian)化和瓦片化處理，從而實現(xian)了場(chang)景的真(zhen)實映射與細節(jie)信息的精準(zhun)體現(xian)，甚至能夠表達場(chang)景中每(mei)一根(gen)管線的上下游邏輯關(guan)系。
同時，Vothing平(ping)臺除(chu)了(le)支持工程(cheng)BIM模型外(wai)，還實(shi)現(xian)了(le)對眾多元素類型的覆(fu)蓋(gai)，例如工程(cheng)GIS類數(shu)據(ju)：傾斜攝影(ying)、高(gao)程(cheng)數(shu)據(ju)、WMTS/WMS/TMS地圖服務、kML、矢量SHP等，還有(you)包括建(jian)筑(zhu)白膜(mo)、電(dian)子圍欄、擴散環、全景圖、火焰、煙霧(wu)、多態線、數(shu)據(ju)標簽(qian)、視頻標簽(qian)等用于孿生呈現(xian)的元素，用戶(hu)可以可根據(ju)工程(cheng)的實(shi)際需(xu)求來選擇相應元素進(jin)行(xing)場景搭建(jian)。
由于(yu)(yu)Vothing平臺采用了流式(shi)加載(zai)(zai)方式(shi)和(he)預測式(shi)加載(zai)(zai)技(ji)術(shu)，對(dui)于(yu)(yu)大體量(liang)模(mo)型或場景都能實現秒(miao)級的(de)呈(cheng)現和(he)加載(zai)(zai)，以(yi)BIM模(mo)型加載(zai)(zai)為例，對(dui)于(yu)(yu)20-30萬(wan)構件(jian)的(de)模(mo)型，幾乎是無等待的(de)呈(cheng)現，50萬(wan)構件(jian)以(yi)上的(de)全(quan)精度模(mo)型也可以(yi)實現秒(miao)級的(de)加載(zai)(zai)和(he)呈(cheng)現。
基于“真模型”搭建“真孿生”平臺
基于工程模型的場景搭建實現了實體工程的靜態孿生，而數據的注入才是激活其生命力的關鍵所在。所以，如何將工程業務數據、物聯設備監測數據以及工程全壽期的過程數據與工程孿生體進行雙向結合至關重要，而這也是實現“由數據驅動場景、由場景呈現數據”這一目標的核心。
針對于(yu)此，Vothing平臺設置了適配(pei)器(qi)服務(wu)功能(neng)模塊，支持多種物(wu)聯網協議(yi)和自定(ding)義(yi)數據的(de)接入。例(li)如(ru)，當下(xia)常(chang)用的(de)MQTT、OPC、HTTP等通用物(wu)聯網協議(yi)，均(jun)可通過平臺搭載的(de)通用適配(pei)器(qi)服務(wu)或自定(ding)義(yi)的(de)適配(pei)器(qi)服務(wu)，快速將物(wu)聯網設備數據接入到孿生場景中。同時，其也(ye)支持面向數據庫(ku)的(de)自定(ding)義(yi)適配(pei)器(qi)服務(wu)，用以(yi)接入工(gong)程業務(wu)數據。
在數據接入平臺(tai)后，管理者便可根據具體的業務需求，對其進行分(fen)類或治理，最終用(yong)來驅動工程(cheng)孿(luan)生(sheng)體以及(ji)數據的呈現，而這才是(shi)在真(zhen)正意(yi)義上實現了平臺(tai)中的模(mo)型(xing)與現實世界(jie)中的工程(cheng)場景完全同步的“真(zhen)孿(luan)生(sheng)”。
眾(zhong)所周(zhou)知，建筑(zhu)工(gong)程數據包羅萬象，涉及的細(xi)分系統繁雜，聯(lian)網的設備(bei)體量大，但(dan)平臺開發人員往往缺乏工(gong)程知識儲備(bei)，反(fan)之，建筑(zhu)工(gong)程從(cong)業(ye)者(zhe)也很(hen)難直接上手搭建數字孿生(sheng)平臺。所以，“提需求—寫代碼—看效(xiao)果—調代碼”的冗長(chang)過程經(jing)常需要反(fan)復進行，其所耗(hao)費人力、時間成本巨大。
而Vothing平臺(tai)則是(shi)為用戶提供了完全低(di)代碼的(de)搭(da)建(jian)環境，簡單的(de)操作即可(ke)完成場(chang)(chang)景(jing)的(de)創建(jian)和定位，同時還能通過接入的(de)實(shi)時數據(ju)(ju)驅動BIM模型、動畫、二維標簽(qian)、三(san)維標簽(qian)、熱力圖(tu)、擴散環、雷達(da)掃描、等場(chang)(chang)景(jing)元素實(shi)時變(bian)化。此外，該平臺(tai)還內置了種類多樣的(de)數據(ju)(ju)呈現組件，例如餅狀(zhuang)圖(tu)、柱狀(zhuang)圖(tu)、水(shui)球圖(tu)、儀表盤、折線(xian)圖(tu)等，用戶可(ke)以根據(ju)(ju)項目需求自(zi)定義的(de)組建(jian)可(ke)視化的(de)業務(wu)場(chang)(chang)景(jing)，真正實(shi)現“需求人即開發者”這一目的(de)。
以“真模型”為起點，以服務于工程行業的(de)(de)“真孿生”作為目(mu)標。能感受到模視元宇(yu)正在打(da)造一款真正可用、好用、易用的(de)(de)工程孿生平(ping)臺，在眾(zhong)多數字孿生應用淪為“面(mian)子孿生”的(de)(de)大環境下，Vothing平(ping)臺為工程的(de)(de)可視化(hua)管理決策提(ti)供了(le)新的(de)(de)思路(lu)，為工程行業數字孿生應用的(de)(de)發展(zhan)提(ti)供了(le)“里子”。
據介紹(shao)，某(mou)CBD中心塔樓依托(tuo)于Vothing平臺(tai)，建立(li)了(le)基于安全(quan)風(feng)險要素控制的(de)人(ren)員(yuan)、設(she)施(shi)、設(she)備、環境、結構模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)分解模(mo)型標準庫系統、基于模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)快(kuai)(kuai)(kuai)速建模(mo)的(de)虛擬仿真(zhen)技(ji)術方法，實現安全(quan)風(feng)險三(san)維場景的(de)參(can)數化(hua)(hua)快(kuai)(kuai)(kuai)速搭建，實現了(le)對現場施(shi)工人(ren)員(yuan)、塔吊(diao)、鋼(gang)平臺(tai)等設(she)施(shi)設(she)備的(de)實時監控，平臺(tai)兼(jian)容主流BIM建模(mo)軟件，實現了(le)模(mo)型的(de)快(kuai)(kuai)(kuai)速轉換導入(ru)，提高了(le)安全(quan)管(guan)控效(xiao)率，有效(xiao)減少了(le)現場安全(quan)管(guan)理人(ren)員(yuan)，此前，該項目預計投入(ru)管(guan)理人(ren)員(yuan)800人(ren)，應用Vothing平臺(tai)后管(guan)理人(ren)員(yuan)減少至500-600人(ren)，大大節省了(le)人(ren)力成(cheng)本。
寫在最后
最(zui)近幾年，我國建(jian)筑節奏放緩，逐漸轉(zhuan)向存量市場，而(er)這(zhe)對于(yu)建(jian)筑工程市場而(er)言則(ze)是(shi)有(you)(you)了更加充沛(pei)的時間與精(jing)力去(qu)精(jing)耕細(xi)作、打磨數(shu)(shu)字(zi)化平臺。在(zai)(zai)可以預見的未來，數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生平臺或許會成為新建(jian)項目的必選項，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)(zai)邁過概念泡沫期后(hou)，企(qi)業將更加關注數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生所(suo)(suo)帶來的實際經濟效益，這(zhe)便需(xu)要(yao)對工程有(you)(you)著深刻理解，才能夠有(you)(you)的放矢，切中工程管(guan)理者(zhe)所(suo)(suo)需(xu)。
