Digitaalinen kaksonen – silta fyysisen ja digitaalisen maailman välillä

”Houston, meillä on ongelma.”

13.4.1970 koko maailma pidätti hengitystään, kun Apollo 13 ‑avaruusalus syöksyi kohti kuuta. Kun happivarastot vuotivat vähitellen avaruuteen, kriittisten päätösten tekemiseen ei juurikaan ollut aikaa. Yhdistämällä fyysisestä avaruusaluksesta saatuja reaaliaikaisia etämittaustietoja digitaaliseen kopioon, NASAn komentokeskus onnistui simuloimaan erilaisia strategioita ja tuomaan aluksen miehistön turvallisesti takaisin Maahan.

Lento olisi voinut päättyä traagisesti, mutta siitä tulikin inhimillisen sinnikkyyden riemuvoitto. Ja usko tai älä, yleisen käsityksen mukaan ensimmäistä digitaalista kaksosta käytettiin Apollo 13 ‑lennolla, vaikka sitä ei vielä tuolloin kutsuttukaan digitaaliseksi kaksoseksi.

Mitä digitaaliset kaksoset ovat?

Digitaalinen kaksonen on lyhyesti sanottuna virtuaalinen kopio fyysisestä kohteesta, joka on olemassa reaalimaailmassa. Samaa periaatetta sovellettiin, kun NASA yhdisti fyysinen avaruusaluksen ja sen digitaalisen mallin toisiinsa reaaliaikaisten tietojen avulla.

Nykyisin tekniikka on laajentunut jo muillekin aloille, kuten rakennusalalle ja kiinteistönhallintaan.

Myös kaksosten välillä on eroja: geometrinen ja digitaalinen

Digitaalisen kaksosen luomiseen tarvitaan fyysinen kohde eli meidän tapauksessamme rakennus, josta luodaan 2D- tai 3D-malli. Pelkän digitaalisen mallin tekeminen ei kuitenkaan vielä tee datatiedostosta digitaalista kaksosta. Kyseessä on vasta geometrinen kaksonen. Kaksosten yhdistämiseen tarvitaan nimittäin myös reaaliaikaisia tietoja, joita NASAkin käytti.

Mutta mitä jos rakennukseen lisätään antureita, jotka auttavat varmistamaan, että jos jokin muuttuu rakennuksessa, myös digitaalinen kopio muuttuu? Sitten olemme jo lähempänä.

Tarkastellaanpa seuraavaksi erästä esimerkkiä: Luomme toimistorakennuksesta digitaalisen mallin, joka sisältää kaikki rakennuksen huoneet, ovet ja tekniset laitteet. Jotta kaksonen toimisi älykkäästi ja niin kuin sen pitääkin, asennamme rakennukseen antureita. Anturit havaitsevat lämpötilan ja ilmanlaadun vaihtelut joka huoneessa. Se voi myös antaa varoituksen, jos sähköverkolle tai ilmanvaihtojärjestelmälle tapahtuu jotakin.

Näin olemme luoneet digitaalisen kaksosen.

Mihin sitä voi käyttää?

Kaksosen kehittyessä energiankulutuksen hallinta ja muut järjestelmät voivat vähitellen alkaa toimia yhä itsenäisemmin.

1. Valvonta ja visualisointi

Digitaalisen kaksosen avulla voit seurata ja visualisoida antureista sekä muista lähteistä saatavia reaaliaikaisia tietoja. Voit esimerkiksi tarkastella lämpötilaan, kosteuteen ja energiankulutukseen liittyviä tietoja. Visualisoimalla tiedot rakennuksen 2D- tai 3D-mallilla saat reaaliaikaista analytiikkaa ja paremman käsityksen siitä, miten rakennusta käytetään ja miten se toimii.

2. Ennakoiva kunnossapito

Jos käytät paljon aikaa tarkastuksiin (mahdollisten ongelmien huomaamiseksi) tai tulipalojen sammutteluun toimimalla vasta sitten, kun viat ovat jo ilmenneet, kaiken tämän hoitamiseen on olemassa yksinkertaisempikin ratkaisu.

Kaksoset voivat ennakoida kunnossapitotarpeita analysoimalla saapuvia tietoja ennen kuin ongelmat pääsevät paisumaan.

3. Erilaisten tilanteiden simulointi

Digitaalinen kaksonen voi simuloida erilaisia tilanteita, kuten rakennuksen pohjaratkaisun muutoksia, ulkoisia vaikutuksia tai uusia järjestelmiä ja laitteistoja. Simuloimalla tällaisia tilanteita digitaalisen kaksosen avulla voit varmistaa, että tekemäsi toimenpiteet ja muutokset parantavat rakennuksen käyttöä.