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Gémeo digital na construção: benefícios, desafios e exemplos do mundo real

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IoT

Tendências

A tecnologia de gémeos digitais, que cria um espelho virtual do ambiente e dos objectos tangíveis, está a emergir como um fator de mudança que distingue as empresas no sector da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção).

Destaques da Forrester Research uma tendência positiva, revelando que 55% dos decisores globais de tecnologia de software estão a integrar ativamente os gémeos digitais nos seus processos. Estas implementações construtivas estendem-se desde as fases iniciais da conceção até aos aspectos contínuos da manutenção, demonstrando a ampla aplicabilidade e o impacto positivo desta tecnologia inovadora.

Quanto ao sector AEC, os intervenientes de média e grande dimensão também consideram a tecnologia de gémeos digitais extremamente útil, uma vez que ajuda a resolver vários desafios específicos do sector, incluindo a otimização dos custos, a segurança, o planeamento exaustivo, etc.

Neste artigo do blogue, revelamos a essência do tecnologia de gémeos digitais na construção, fornecer exemplos do mundo real e discutir tendências futuras.

O que é um gémeo digital na construção?

As vantagens da integração da tecnologia de gémeos digitais no sector da construção são evidentes desde a sua criação. Assim, não é surpreendente que as empresas não ignorem esta tecnologia avançada para não perderem a oportunidade de otimizar os recursos, acelerar a fase de planeamento, eliminar os riscos de segurança dos trabalhadores, etc.

Nos projectos de construção, os gémeos digitais são reproduções virtuais exactas de espaços, objectos, edifícios e instalações de infra-estruturas do mundo real. Estes modelos digitais dinâmicos permitem às equipas de construção explorar virtualmente e interagir com a propriedade física durante as fases iniciais de conceção e planeamento, promovendo um processo de desenvolvimento de projectos mais interativo e eficiente.

Para gerar gémeos digitais precisos, os engenheiros de software e os profissionais da construção utilizam as seguintes tecnologias avançadas:

IoT

Os sensores e os dispositivos IoT recolhem sistematicamente dados do mundo real a partir de objectos e ambientes físicos, fornecendo a base para a representação digital.

AI e ML

Estas tecnologias envolvem o processamento e a análise dos dados recolhidos para obter informações significativas, facilitando a tomada de decisões informadas.

XR

Com as tecnologias de realidade alargada (AR&VR&MR), os engenheiros criam réplicas virtuais de entidades físicas, permitindo simulações para melhorar o planeamento de projectos.

Cloud

O gémeo digital depende da computação em nuvem para o armazenamento seguro de dados. Os serviços Cloud permitem o acesso e a gestão sem descontinuidades de grandes quantidades de dados.

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Gémeo digital na construção: estatísticas de mercado

$55bn

é a dimensão do mercado de gémeos digitais prevista para 2028

$2.3bn

é a dimensão estimada do mercado de gémeos digitais no sector da construção em 2023

17%

o CAGR para o mercado de gémeos digitais na construção (2023-2028)

Como funcionam os gémeos digitais

Integração e replicação de dados

No cerne dos gémeos digitais está a integração e a replicação sem falhas de dados do mundo real. Este processo envolve a recolha e agregação de dados de activos ou sistemas físicos em tempo real. Sensores, dispositivos IoT e outras fontes de dados desempenham um papel crucial na captura de informações sobre o estado, o desempenho e o comportamento da contraparte física.

Uma vez recolhidos, estes dados são depois replicados num ambiente virtual, criando uma imagem espelhada do ativo físico. A contraparte virtual, conhecida como gémeo digital, espelha os atributos do sistema físico, permitindo uma compreensão abrangente do seu estado atual.

Simulação e análise

Os gémeos digitais incorporam capacidades avançadas de simulação e análise. Ao utilizar algoritmos sofisticados e técnicas de modelação, os gémeos digitais simulam o comportamento e as interacções dos seus homólogos físicos. Isto permite que as partes interessadas obtenham informações sobre cenários potenciais, avaliem o desempenho em diferentes condições e prevejam resultados futuros.

Através da simulação e análise, a equipa de construção pode realizar cenários hipotéticos para identificar potenciais desafios e otimizar o calendário de construção. Por exemplo, a equipa pode simular o impacto de condições meteorológicas adversas no calendário de construção.

Sincronização e feedback contínuos

Uma das principais características e pontos fortes do tecnologia de gémeos digitais na construção é a sincronização e o feedback contínuos. Ao manter uma sincronização contínua com as suas contrapartes físicas, os gémeos digitais permitem uma relação dinâmica e reactiva entre os ambientes virtual e físico. Os feeds de dados em tempo real de sensores e dispositivos IoT garantem que o gémeo digital se mantém atualizado, reflectindo quaisquer alterações ou eventos que ocorram no mundo físico.

A sincronização contínua permite que o gémeo digital forneça um feedback preciso e atempado. Este ciclo de feedback é fundamental para melhorar a tomada de decisões, facilitar a manutenção preditiva e melhorar o desempenho geral do projeto.

Benefícios do gémeo digital na construção

A tecnologia de gémeos digitais está a transformar a indústria da construção, actuando como um catalisador para mudanças significativas na gestão e execução de projectos. A adoção de gémeos digitais na construção traz múltiplos benefícios que não devem ser ignorados pelos intervenientes competitivos e inovadores do sector.

Visualização melhorada

Os gémeos digitais proporcionam uma visualização imersiva e detalhada dos projectos de construção. Através de modelos 3D e da integração de dados em tempo real, os intervenientes obtêm uma visão abrangente do projeto em todas as fases. Esta visualização melhorada facilita uma melhor compreensão do local de construção, ajudando nas revisões do projeto, identificando potenciais problemas e permitindo uma tomada de decisões mais informada.

Melhoria da colaboração

A colaboração é simplificada com os gémeos digitais, uma vez que estes fornecem uma plataforma partilhada para todos os intervenientes envolvidos no processo de construção. Arquitectos, engenheiros, empreiteiros e gestores de projectos podem colaborar num ambiente virtual, promovendo uma melhor comunicação e coordenação. Esta abordagem colaborativa garante que todos trabalham com o mesmo conjunto de dados, o que reduz os erros e aumenta a eficiência do projeto.

Monitorização em tempo real

Os gémeos digitais permitem a monitorização em tempo real das actividades de construção. Os sensores e os dispositivos IoT integrados no local de construção alimentam continuamente o gémeo digital com dados, oferecendo informações actualizadas sobre o progresso, a utilização de recursos e potenciais problemas. A monitorização em tempo real permite que os gestores de projeto tomem decisões proactivas, resolvam prontamente os desafios e mantenham o projeto dentro do prazo.

Optimização de custos

Os gémeos digitais desempenham um papel crucial na otimização dos custos de construção. Através de informações baseadas em dados, as partes interessadas podem identificar áreas para redução de custos, simplificar fluxos de trabalho e minimizar o desperdício de recursos. A capacidade de simular diferentes cenários permite um melhor planeamento orçamental, reduzindo a probabilidade de derrapagens de custos e garantindo que os projectos de construção permanecem financeiramente viáveis.

Segurança reforçada

A tecnologia de gémeos digitais na construção eleva as medidas de segurança a novos patamares. Através da monitorização em tempo real dos dados no estaleiro de construção, incluindo os movimentos dos trabalhadores e as condições ambientais, os gémeos digitais são excelentes na identificação de potenciais riscos de segurança. Estes sistemas avançados estão equipados para acionar alertas e notificações, permitindo uma intervenção imediata para evitar acidentes.

Manutenção preventiva

Os gémeos digitais facilitam a manutenção preditiva através da monitorização contínua do estado do equipamento e da infraestrutura de construção. Ao analisar dados em tempo real, o gémeo digital pode prever quando é provável que o equipamento necessite de manutenção, ajudando a evitar avarias e a minimizar o tempo de inatividade. Esta abordagem proactiva prolonga a vida útil das máquinas, reduz os custos de manutenção e assegura o bom andamento das actividades de construção.

Visualização melhorada

Melhoria da colaboração

Monitorização em tempo real

Optimização de custos

Segurança reforçada

O tecnologia de gémeos digitais na construção eleva as medidas de segurança a novos patamares. Através da monitorização em tempo real dos dados no estaleiro de construção, abrangendo os movimentos dos trabalhadores e as condições ambientais, os gémeos digitais destacam-se na identificação de potenciais riscos de segurança. Estes sistemas avançados estão equipados para acionar alertas e notificações, permitindo uma intervenção imediata para evitar acidentes.

Manutenção preventiva

"A tecnologia de gémeos digitais não é uma ferramenta sofisticada para os escolhidos. Na minha opinião profissional, é um imperativo estratégico para o sector da construção. Numa indústria em que a precisão, a eficiência e a segurança são fundamentais, os gémeos digitais são a espinha dorsal do sucesso dos projectos de construção modernos. Esta tecnologia tem como objetivo melhorar a forma como se planeiam projectos, otimizar processos, garantir um ambiente de trabalho seguro e muito mais. Sem dúvida que os gémeos digitais são a solução prática que mantém os nossos projectos de construção a funcionar de forma mais suave e inteligente."

Alina Filatova

Chefe do Departamento BA no Innowise

Exemplos reais de gémeos digitais na construção

A estrutura icónica do The Shard em Londres é um exemplo convincente do impacto duradouro da tecnologia de gémeos digitais em projectos de construção. Durante a fase de conceção, os intrincados projectos arquitectónicos e as simulações estruturais abrangentes foram perfeitamente integrados no gémeo digital do edifício. Para além da fase de construção, este gémeo digital continuou a ser um ativo fundamental, desempenhando um papel vital na monitorização do desempenho contínuo do edifício, com um enfoque específico na eficiência energética e na integridade estrutural.

Este modelo abrangente reconstrói toda a cidade, fornecendo uma visão granular, quarteirão a quarteirão e rua a rua. Equipado com sensores, drones e outras ferramentas, este gémeo digital facilita a recolha de dados em tempo real. Para além das suas capacidades técnicas, o gémeo digital de Singapura está preparado para desempenhar um papel fundamental na promoção dos esforços de sustentabilidade e na resolução de problemas ambientais. Por exemplo, os dados do modelo de construção do gémeo digital serão fundamentais para planear estrategicamente a localização dos painéis solares, em conformidade com o compromisso de Singapura de instalar pelo menos dois gigawatts-pico de energia solar até 2030.

Um exemplo notável que demonstra a eficácia da tecnologia de gémeos digitais em empreendimentos de construção é evidente no caso do Terminal 5 de Heathrow. Com um grande número de intervenientes envolvidos, projectos complexos e um calendário apertado, a construção do terminal colocou desafios significativos. A utilização da tecnologia de gémeos digitais revelou-se fundamental para a equipa do projeto, proporcionando uma visão global do progresso da construção.

O fragmento

A estrutura icónica do The Shard em Londres é um exemplo convincente do impacto duradouro da tecnologia de gémeos digitais em projectos de construção. Durante a fase de conceção, os complexos projectos arquitectónicos e as simulações estruturais abrangentes foram perfeitamente integrados no gémeo digital do edifício. Para além da fase de construção, este gémeo digital continuou a ser um ativo fundamental, desempenhando um papel vital na monitorização do desempenho contínuo do edifício, com um enfoque específico na eficiência energética e na integridade estrutural.

Virtual Singapore

Terminal 5 do aeroporto de Heathrow

Um exemplo digno de nota que demonstra a eficácia da tecnologia de gémeos digitais na construçãoA importância de um projeto de grande envergadura é evidente no caso do Terminal 5 de Heathrow. Com um grande número de intervenientes envolvidos, projectos complexos e um calendário apertado, a construção do terminal colocou desafios significativos. O recurso à tecnologia de gémeos digitais revelou-se fundamental para a equipa do projeto, proporcionando uma visão global do progresso da construção.

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Gémeos digitais na construção: tendências futuras

Tecnologia de gémeos digitais na construção está a evoluir rapidamente e está preparada para avanços transformadores. Ao olharmos para o futuro, várias tendências prometem ser cruciais para o sector da construção e para os intervenientes no mercado.

Previsões baseadas em IA

Os algoritmos de IA, alimentados por extensos conjuntos de dados, permitem previsões precisas de potenciais desafios, necessidades de recursos e prazos de projectos. Esta infusão de previsões baseadas em IA permite que as equipas de construção reduzam proactivamente os riscos, optimizem o planeamento e garantam resultados de projeto bem-sucedidos.

Expansão da IoT

À medida que os dispositivos IoT se tornam mais sofisticados, a sua integração no ecossistema de gémeos digitais expande-se. Este aumento melhora a aquisição de dados em tempo real, fornecendo um retrato dinâmico e preciso do estado do equipamento, das condições do material e dos factores ambientais no local de construção.

Integração de cidades inteligentes

Os gémeos digitais estão a tornar-se componentes integrais de iniciativas mais amplas de cidades inteligentes, influenciando o desenvolvimento urbano a uma escala abrangente. A interconectividade dos gémeos digitais em diversos projectos de construção numa cidade promove a monitorização e a gestão holísticas. Esta integração contribui para a sinergia entre os elementos da infraestrutura urbana, optimizando a utilização de recursos, promovendo a sustentabilidade e cultivando ecossistemas urbanos inteligentes.

Melhoria da interoperabilidade

Uma das principais tendências futuras para a tecnologia de gémeos digitais na construção é o reforço da interoperabilidade. O sector da construção deverá assistir a uma maior compatibilidade entre diferentes plataformas e soluções de software. Este desenvolvimento garante uma colaboração perfeita entre vários intervenientes, incluindo arquitectos, engenheiros, empreiteiros e gestores de projectos. O resultado é uma abordagem mais integrada, colaborativa e eficiente ao longo do ciclo de vida da construção.

FAQ

O que é um gémeo digital na construção?

Um gémeo digital é uma representação virtual de um edifício que utiliza drones, sensores, robôs e outras tecnologias para recolher dados do mundo real. Esta ligação contínua entre os modelos físicos e digitais é actualizada regularmente, oferecendo uma visão visual significativa do desempenho do projeto.

Como é que um gémeo digital beneficia os projectos de construção?

A utilização de gémeos digitais em projectos de construção facilita uma maior eficiência para as empresas de construção. Através da integração perfeita de modelos digitais e físicos, estas contrapartes simulam o ambiente de construção autêntico, resultando em reduções significativas no tempo e nos custos associados à engenharia de projectos.

Quais são os desafios da implementação de gémeos digitais na construção?

A integração da tecnologia de gémeos digitais nos sistemas existentes representa um desafio substancial, exigindo esforços consideráveis tanto dos criadores como dos utilizadores. Embora este processo possa ser moroso e dispendioso, é indispensável para uma implementação bem sucedida. Além disso, um ambiente propício que apoie práticas orientadas para os dados, como a análise e a aprendizagem automática, é crucial para tirar o máximo partido da tecnologia de gémeo digital. benefícios dos gémeos digitais na construçãoA sua utilização pode ser melhorada, nomeadamente através do aumento da eficiência operacional, da poupança de custos e da melhoria das capacidades de tomada de decisões.

Quais são as tendências futuras dos gémeos digitais para a construção?

As tendências futuras dos gémeos digitais para a construção incluem previsões baseadas em IA, expansão da IoT, integração de cidades inteligentes e melhor interoperabilidade. Estes avanços visam melhorar a gestão de projectos, otimizar a utilização de recursos e promover a eficiência colaborativa ao longo do ciclo de vida da construção.

Como é que as empresas de construção podem começar a utilizar os gémeos digitais?

Basta contactar-nos! Os nossos especialistas dedicam-se a integrar perfeitamente os gémeos digitais nas operações das empresas de construção, fornecendo uma estratégia abrangente para simplificar o processo de implementação. Com base em nosso amplo conhecimento de tecnologias de ponta, oferecemos soluções personalizadas que abrangem aquisição de dados, modelagem 3D e análise em tempo real. A competência da Innowise vai além da otimização dos fluxos de trabalho de construção, melhorando a colaboração entre as partes interessadas do projeto e garantindo a adoção efetiva das tecnologias de gêmeos digitais. Ao escolher o Innowise como parceiro, as empresas de construção podem aproveitar os gêmeos digitais para aumentar a eficiência do projeto, reduzir custos e obter uma vantagem competitiva no setor de construção em rápida mudança.

Dmitry Nazarevich CTO

Data: 8 de fevereiro de 2024

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