โครงสร้างพื้นฐานของเมือง เช่น สะพาน ถนน ทางรถไฟ ท่อส่ง เสาส่งไฟฟ้า และอื่นๆ จะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ใช้งานได้อย่างปลอดภัย ลองนึกดูว่าหากเราใช้เทคโนโลยีขั้นสูงที่มีให้ เช่น เซ็นเซอร์ไร้สาย แอพมือถือ และการเรียนรู้ของเครื่อง เพื่อตรวจสอบและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานนี้จากระยะไกล สิ่งนี้สามารถขจัดความจำเป็นในการตรวจสอบรายวันตามปกติ ประหยัดเวลาและเงินสำหรับวิศวกรและเจ้าของสินทรัพย์ และลดความเสี่ยงในการทำงานในไซต์งาน
ทุกคนมีประสบการณ์ในการทำงานกับอุปกรณ์อัจฉริยะ เช่น โทรศัพท์
มือถือและไอแพด การใช้เทคโนโลยีเหล่านี้เพื่อทำงานด้านเทคนิคและวิศวกรรมถือเป็นตัวเปลี่ยนเกม เราได้พัฒนา “ฝาแฝดดิจิทัล” ซึ่งเป็นการแสดงภาพ 3 มิติของโครงสร้างพื้นฐานในบริการ เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานภายใต้เงื่อนไขการบริการต่างๆ และทำการตัดสินใจในการบำรุงรักษาอย่างชาญฉลาด
โมเดลดิจิทัลเป็นคู่แฝดของโครงสร้างพื้นฐานที่แท้จริง เซ็นเซอร์ไร้สายบนโครงสร้างถ่ายโอนข้อมูลประสิทธิภาพไปยังคอมพิวเตอร์ของเรา เราสามารถดูประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานได้แบบเรียลไทม์ทางออนไลน์
สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวิศวกรที่ต้องการตรวจสอบประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานเป็นประจำ พวกเขาตัดสินใจในการบำรุงรักษาที่สำคัญเกี่ยวกับองค์ประกอบโครงสร้างที่ต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยน และเมื่อต้องทำสิ่งนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างพื้นฐานมีความปลอดภัย
ฝาแฝดดิจิทัลถูกสร้างขึ้นอย่างไร?
Digital Twins เป็นแบบจำลองดิจิทัลหรือแบบจำลองเสมือนจริงของกระบวนการ ผลิตภัณฑ์ หรือบริการ แนวคิดในการสร้างฝาแฝดดิจิทัลยังค่อนข้างใหม่สำหรับวิศวกรโยธาและโครงสร้างพื้นฐาน
ในเนเธอร์แลนด์ฝาแฝดดิจิทัลกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อปฏิบัติการที่ท่าเรือรอตเตอร์ดัม ทีมงานของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งนอร์เวย์กำลังทำงานเกี่ยวกับแบบจำลองดิจิทัลของเครนปฏิบัติการ ในการพัฒนา Digital Twins สำหรับการบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานอัจฉริยะ เราต้องผสานรวมสาขาวิชาต่างๆ ซึ่งรวมถึงการแสดงภาพ 3 มิติ เทคโนโลยีไร้สาย วิศวกรรมโครงสร้าง
และ Internet of Things เอาต์พุตเป็นรูปแบบดิจิทัลของโครงสร้าง
พื้นฐานทางกายภาพ ซึ่งสามารถมองเห็นได้บนพีซี แท็บเล็ต หรือโทรศัพท์มือถือ เมื่อมองดูอุปกรณ์อัจฉริยะที่บ้านหรือที่ทำงาน วิศวกรสามารถสังเกตการเสียรูป การโก่งตัว รอยร้าว หรือแม้กระทั่งความเครียดเนื่องจากภาระต่างๆ (เช่น การจราจรหรือลม) รุ่นแฝดดิจิตอลอัจฉริยะยังสามารถแนะนำการตัดสินใจในการบำรุงรักษาที่เหมาะสมได้อีกด้วย
ผลประโยชน์ด้านต้นทุนเพิ่มขึ้นเป็นพันล้าน
เรามีสะพานมากกว่า 7,000 แห่งในวิกตอเรียแห่งเดียวที่ต้องได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ เพิ่มท่อส่งทั้งหมด ทางหลวง ทางรถไฟ และอื่นๆ และนั่นคือโปรแกรมการบำรุงรักษาขนาดใหญ่
แต่ละปีมีการใช้จ่ายเงินหลายล้านล้านดอลลาร์ในการตรวจสอบ ติดตาม และบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานทั่วโลก Volcker Alliance องค์กรไม่แสวงผลกำไรเตือนเมื่อเร็ว ๆ นี้ ค่าซ่อมแซมของการบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานที่เสื่อมสภาพของสหรัฐอเมริกาที่รอการตัดบัญชีอาจเกิน 1 ล้านล้านเหรียญสหรัฐหรือ 5% ของผลิตภัณฑ์มวลรวมในประเทศ สำหรับถนนท้องถิ่นทั่วออสเตรเลีย ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและต่ออายุระหว่างปี 2010 ถึง 2024 รวมเป็นเงินประมาณ45 พันล้านเหรียญออสเตรเลีย
การทำให้เป็นดิจิทัลในการดูแลโครงสร้างพื้นฐานของเราสามารถทำให้กระบวนการมีความแม่นยำมากขึ้นและมีค่าใช้จ่ายน้อยลงในระยะยาวกว่าแนวทางปฏิบัติที่ใช้แรงงานเข้มข้นแบบดั้งเดิม การใช้ Digital Twin คาดว่าจะช่วย ประหยัด ค่าใช้จ่ายได้ 20-30% เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายมหาศาลในการตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน ในสหรัฐอเมริกา การตรวจสอบสะพานเพียงอย่างเดียวมีค่าใช้จ่ายถึง 1.35 พันล้านเหรียญสหรัฐต่อปี ซึ่งอาจประหยัดได้มาก
วิกฤตโควิด-19 ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการลดฝูงชนในที่สาธารณะ เมื่อพิจารณาถึงภาระงานจำนวนมากในโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง เช่น ทางหลวง รถประจำทาง และรถไฟ แนวคิดใดก็ตามที่สามารถลดการเดินทางในแต่ละวันได้นั้นมีความสำคัญ การจัดการโครงสร้างพื้นฐานและการบำรุงรักษาแบบดิจิทัลสามารถช่วยลดความจำเป็นสำหรับผู้ตรวจสอบและช่างเทคนิคในการเดินทางไปยังโครงการ
การเดินทางที่ลดลงโดยการลดการปล่อยมลพิษเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อม
ในออสเตรเลียนักวิจัยจาก School of Engineeringแห่ง RMIT กำลังพัฒนาฝาแฝดดิจิทัลเพื่อใช้ในการบำรุงรักษาอัจฉริยะของโครงสร้างพื้นฐานเกือบทั้งหมดทั่วประเทศ
ปัจจุบันเรามุ่งเน้นที่โครงสร้างพื้นฐานของสะพานและท่าเรือ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้า เราจะสามารถใช้โมเดลที่พัฒนาขึ้นสำหรับทางรถไฟ ท่อส่งน้ำและน้ำเสีย LNG ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ ชานชาลานอกชายฝั่ง กังหันลม และเสาส่งไฟฟ้า
นักวิจัยของ RMIT ยังได้พัฒนาแพลตฟอร์มการจัดการสินทรัพย์บนคลาวด์ ซึ่งก็คือCentral Asset Management System (CAMS ) ใช้การให้คะแนนเงื่อนไขแบบไม่ต่อเนื่องที่กำหนดให้กับส่วนประกอบของโครงสร้างพื้นฐานผ่านการตรวจสอบ เราสามารถใช้การจัดอันดับเหล่านี้เพื่อพัฒนาแบบจำลองการคาดการณ์เพื่อช่วยในการวางแผนเชิงรุกและการตัดสินใจเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานทางพลเรือน
ระบบกำลังถูกใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับทรัพย์สินที่เป็นทรัพย์สิน ลูกค้าที่เป็นหุ้นส่วนระหว่างภาครัฐและเอกชนจำนวนมากกำลังใช้ระบบนี้สำหรับการสร้างแบบจำลองวงจรชีวิตของอาคาร
เพิ่มเติมจาก: Explainer: BIM คืออะไร และอนาคตของการก่อสร้างคืออะไร?
การพิสูจน์แนวคิดสำหรับสะพาน การระบายน้ำ และโครงสร้างพื้นฐานของสภาท้องถิ่นเสร็จสมบูรณ์แล้ว การวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนอยู่ในระหว่างดำเนินการสำหรับถนนและทางรถไฟ
เรากำลังดำเนินการบูรณาการการตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานแบบสดเพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มไปสู่การสร้างฝาแฝดดิจิทัล ระบบพร้อมให้ทดลองใช้โดยเจ้าของโครงสร้างพื้นฐานที่สนใจซึ่งต้องการติดต่อเรา
งานนี้แสดงถึงขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ มันจะช่วยสร้างชุมชนที่ปลอดภัยและมีสุขภาพดีขึ้น
