原創(chuàng)?Ada?物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)?2023-07-03 08:00?發(fā)表于北京

導(dǎo)讀

當(dāng)下的數(shù)字孿生平臺(tái)絕不僅僅是供方案演示所用的“花瓶”，當(dāng)其真正投入工程場(chǎng)景后，一方面需要快速接管施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，另一方面還應(yīng)該成為建筑管理者的智能管家，洞悉建筑運(yùn)維的大事小情。

如所有傳統(tǒng)行業(yè)一樣，建筑工程也在數(shù)字化技術(shù)的普惠之下開啟了新一輪創(chuàng)新，正在經(jīng)歷概念泡沫、應(yīng)用探索、平臺(tái)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)融合等逐步升級(jí)的不同階段。但建筑所涉及的系統(tǒng)繁雜，所以實(shí)時(shí)監(jiān)管與可視化便成為了最迫切的需求。

這一方面推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及各類智能傳感器的廣泛應(yīng)用，另一方面也加速了可視化載體由二維平面圖紙向三維可交互模型的過(guò)渡。

如果說(shuō)BIM（建筑信息模型）是可視化平臺(tái)建設(shè)的地基，那么數(shù)字孿生便是在此基礎(chǔ)上搭建出來(lái)的框架結(jié)構(gòu)，最后由“包羅萬(wàn)象”的數(shù)據(jù)作磚瓦，建造出完整的平臺(tái)。

近年來(lái)，越來(lái)越多的廠商開始布局?jǐn)?shù)字孿生平臺(tái)，但由于“家世背景”不同，無(wú)論是平臺(tái)架構(gòu)還是技術(shù)亮點(diǎn)都各有千秋。其中，錨定建筑工程場(chǎng)景的北京模視元宇科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“模視元宇”）打造了工程數(shù)字孿生資產(chǎn)平臺(tái)，深度挖掘了工程不同環(huán)節(jié)的痛點(diǎn)與需求，全面覆蓋了建筑全周期數(shù)據(jù)。

建筑工程的前生今生

“昨天”是由BIM牽引的靜態(tài)映射階段

縱觀我國(guó)建筑工程的漫漫發(fā)展歷程，每一次提速都離不開新興技術(shù)所牽引的效率提升與管理升維。站在AIoT時(shí)代回望，建筑工程的前世今生可分為靜態(tài)、交互、預(yù)測(cè)三個(gè)階段，也就是工程數(shù)字化升級(jí)的“昨天、今天和明天”。

BIM最早由Autodesk公司于2002年率先提出，并自2013年開始在中國(guó)進(jìn)入快速發(fā)展期，政府頻發(fā)多項(xiàng)文件鼓勵(lì)工程建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)，以加快推進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理。2020年前后，BIM開始愈發(fā)頻繁地出現(xiàn)在招投標(biāo)文件及設(shè)計(jì)方案中，并從一些大型項(xiàng)目開始，逐漸過(guò)渡到以BIM為載體的無(wú)紙化交付。彼時(shí)，BIM的應(yīng)用大多是由政策支持、國(guó)企推進(jìn)，用于標(biāo)桿項(xiàng)目的先進(jìn)技術(shù)案例宣傳，行業(yè)關(guān)注重心仍停留在展示層面——哪種建模方式更好、三維漫游如何展示等等。

而在最近幾年，經(jīng)過(guò)實(shí)際落地的淬煉試驗(yàn)，BIM應(yīng)用已經(jīng)逐漸從最初的政策推崇過(guò)渡到了從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)的理性抉擇，加之國(guó)內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目節(jié)奏放緩，BIM有了更加充足的成長(zhǎng)空間，行業(yè)熱議更多的是如何將BIM與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)相結(jié)合，從而幫助建筑業(yè)降本增效。

“今天”是隨著數(shù)字孿生平臺(tái)落地而掀起的智能交互時(shí)代

誠(chéng)然，BIM模型終究只是靜態(tài)模型，缺乏可操作性與時(shí)效性，在施工過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)同步工程進(jìn)展與工程設(shè)備管理情況，在后期運(yùn)維中亦無(wú)法實(shí)時(shí)追蹤樓宇的運(yùn)行狀態(tài)。但這一局限性也隨著數(shù)字孿生平臺(tái)的崛起而突破，在物聯(lián)網(wǎng)的加持下，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化成為可能。

目前，建筑領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字孿生平臺(tái)已經(jīng)逐漸形成了兩股流派，一部分師承游戲引擎，將重點(diǎn)放在了可視化場(chǎng)景展示上，但對(duì)于建筑工程的理解稍顯薄弱，很難將工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合，從而挖掘數(shù)據(jù)之于工程的實(shí)際價(jià)值。而另一部分則是成長(zhǎng)于傳統(tǒng)的建筑工程之中，自身對(duì)于工程的不同環(huán)節(jié)都有較深的洞察與理解，加之在BIM、GIS等智能建筑基礎(chǔ)能力上修煉已久，可以通過(guò)不斷提升模型能力來(lái)逐步優(yōu)化其數(shù)字孿生平臺(tái)的可視化效果。

以大型商場(chǎng)項(xiàng)目的數(shù)字孿生平臺(tái)為例，前者可能會(huì)通過(guò)錨點(diǎn)、攝像頭等細(xì)化商場(chǎng)的場(chǎng)景，甚至可以模擬出清晨傍晚不同時(shí)段的光線效果以及內(nèi)部門店的陳列，從而展示不同條件下的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景。但后者則是更加關(guān)注建筑管理，例如能耗優(yōu)化、建筑資產(chǎn)管理等，其善于利用數(shù)字孿生體的性能參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)終端所采集的數(shù)據(jù)相結(jié)合，來(lái)輔助管理者更好的優(yōu)化工程實(shí)施與建筑運(yùn)行。

尺有所長(zhǎng)寸有所短，但面對(duì)日益明確的建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型需求，不同“流派”的數(shù)字孿生平臺(tái)也勢(shì)必將殊途同歸，即兼顧可視化效果與數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，打造有生命力的建筑孿生體。而成長(zhǎng)于工程領(lǐng)域的模視元宇所推出的工程數(shù)字孿生資產(chǎn)平臺(tái)不僅錨定了工程場(chǎng)景的真實(shí)痛點(diǎn)，同時(shí)還在持續(xù)精耕細(xì)作優(yōu)化模型的展示效果，打造了真正能夠交互的孿生體。

遠(yuǎn)望建筑工程數(shù)字化的“明天”，將實(shí)現(xiàn)通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，即基于仿真算法，對(duì)事件未來(lái)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行可視化預(yù)演和結(jié)果預(yù)測(cè)，甚至還能夠通過(guò)構(gòu)建知識(shí)庫(kù)、算法庫(kù)等，實(shí)現(xiàn)孿生場(chǎng)景對(duì)物理世界突發(fā)事件學(xué)習(xí)分析，并執(zhí)行具有時(shí)效性的自主決策。

“真模型才是真孿生”

毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)下的數(shù)字孿生平臺(tái)絕不僅僅是供方案演示所用的“花瓶”，當(dāng)其真正投入工程場(chǎng)景后，一方面需要快速接管施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，另一方面還應(yīng)該成為建筑管理者的智能管家，洞悉建筑運(yùn)維的大事小情，針對(duì)于此，以模視元宇為代表的行業(yè)玩家顯然更具優(yōu)勢(shì)。而模視元宇也正是將其對(duì)建筑工程管理的深刻理解注入到了Vothing工程數(shù)字孿生資產(chǎn)平臺(tái)（下簡(jiǎn)稱“Vothing平臺(tái)”）的建設(shè)之中，并提出了“真模型才是真孿生”的理念。

什么是“真模型”？

區(qū)別于市場(chǎng)上部分基于Unity 3D或UE4建模的數(shù)字孿生平臺(tái)，模視元宇以工程BIM模型為基礎(chǔ)打造的數(shù)字孿生體能夠完整呈現(xiàn)模型的原始精度和掛載數(shù)據(jù)。Vothing平臺(tái)的“真模型”之所以真實(shí)，也是因?yàn)槠渌休d的工程BIM模型完整保留了模型精度和材質(zhì)，無(wú)任何簡(jiǎn)化和瓦片化處理，從而實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)景的真實(shí)映射與細(xì)節(jié)信息的精準(zhǔn)體現(xiàn)，甚至能夠表達(dá)場(chǎng)景中每一根管線的上下游邏輯關(guān)系。

同時(shí)，Vothing平臺(tái)除了支持工程BIM模型外，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)眾多元素類型的覆蓋，例如工程GIS類數(shù)據(jù)：傾斜攝影、高程數(shù)據(jù)、WMTS/WMS/TMS地圖服務(wù)、kML、矢量SHP等，還有包括建筑白膜、電子圍欄、擴(kuò)散環(huán)、全景圖、火焰、煙霧、多態(tài)線、數(shù)據(jù)標(biāo)簽、視頻標(biāo)簽等用于孿生呈現(xiàn)的元素，用戶可以可根據(jù)工程的實(shí)際需求來(lái)選擇相應(yīng)元素進(jìn)行場(chǎng)景搭建。

由于Vothing平臺(tái)采用了流式加載方式和預(yù)測(cè)式加載技術(shù)，對(duì)于大體量模型或場(chǎng)景都能實(shí)現(xiàn)秒級(jí)的呈現(xiàn)和加載，以BIM模型加載為例，對(duì)于20-30萬(wàn)構(gòu)件的模型，幾乎是無(wú)等待的呈現(xiàn)，50萬(wàn)構(gòu)件以上的全精度模型也可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)的加載和呈現(xiàn)。

基于“真模型”搭建“真孿生”平臺(tái)

基于工程模型的場(chǎng)景搭建實(shí)現(xiàn)了實(shí)體工程的靜態(tài)孿生，而數(shù)據(jù)的注入才是激活其生命力的關(guān)鍵所在。所以，如何將工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、物聯(lián)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及工程全壽期的過(guò)程數(shù)據(jù)與工程孿生體進(jìn)行雙向結(jié)合至關(guān)重要，而這也是實(shí)現(xiàn)“由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景、由場(chǎng)景呈現(xiàn)數(shù)據(jù)”這一目標(biāo)的核心。

針對(duì)于此，Vothing平臺(tái)設(shè)置了適配器服務(wù)功能模塊，支持多種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和自定義數(shù)據(jù)的接入。例如，當(dāng)下常用的MQTT、OPC、HTTP等通用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，均可通過(guò)平臺(tái)搭載的通用適配器服務(wù)或自定義的適配器服務(wù)，快速將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)接入到孿生場(chǎng)景中。同時(shí)，其也支持面向數(shù)據(jù)庫(kù)的自定義適配器服務(wù)，用以接入工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)接入平臺(tái)后，管理者便可根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求，對(duì)其進(jìn)行分類或治理，最終用來(lái)驅(qū)動(dòng)工程孿生體以及數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，而這才是在真正意義上實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)中的模型與現(xiàn)實(shí)世界中的工程場(chǎng)景完全同步的“真孿生”。

眾所周知，建筑工程數(shù)據(jù)包羅萬(wàn)象，涉及的細(xì)分系統(tǒng)繁雜，聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備體量大，但平臺(tái)開發(fā)人員往往缺乏工程知識(shí)儲(chǔ)備，反之，建筑工程從業(yè)者也很難直接上手搭建數(shù)字孿生平臺(tái)。所以，“提需求—寫代碼—看效果—調(diào)代碼”的冗長(zhǎng)過(guò)程經(jīng)常需要反復(fù)進(jìn)行，其所耗費(fèi)人力、時(shí)間成本巨大。

而Vothing平臺(tái)則是為用戶提供了完全低代碼的搭建環(huán)境，簡(jiǎn)單的操作即可完成場(chǎng)景的創(chuàng)建和定位，同時(shí)還能通過(guò)接入的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)BIM模型、動(dòng)畫、二維標(biāo)簽、三維標(biāo)簽、熱力圖、擴(kuò)散環(huán)、雷達(dá)掃描、等場(chǎng)景元素實(shí)時(shí)變化。此外，該平臺(tái)還內(nèi)置了種類多樣的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)組件，例如餅狀圖、柱狀圖、水球圖、儀表盤、折線圖等，用戶可以根據(jù)項(xiàng)目需求自定義的組建可視化的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，真正實(shí)現(xiàn)“需求人即開發(fā)者”這一目的。

以“真模型”為起點(diǎn)，以服務(wù)于工程行業(yè)的“真孿生”作為目標(biāo)。能感受到模視元宇正在打造一款真正可用、好用、易用的工程孿生平臺(tái)，在眾多數(shù)字孿生應(yīng)用淪為“面子孿生”的大環(huán)境下，Vothing平臺(tái)為工程的可視化管理決策提供了新的思路，為工程行業(yè)數(shù)字孿生應(yīng)用的發(fā)展提供了“里子”。

據(jù)介紹，某CBD中心塔樓依托于Vothing平臺(tái)，建立了基于安全風(fēng)險(xiǎn)要素控制的人員、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境、結(jié)構(gòu)模塊化分解模型標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)系統(tǒng)、基于模塊化快速建模的虛擬仿真技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)三維場(chǎng)景的參數(shù)化快速搭建，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、塔吊、鋼平臺(tái)等設(shè)施設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，平臺(tái)兼容主流BIM建模軟件，實(shí)現(xiàn)了模型的快速轉(zhuǎn)換導(dǎo)入，提高了安全管控效率，有效減少了現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員，此前，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)投入管理人員800人，應(yīng)用Vothing平臺(tái)后管理人員減少至500-600人，大大節(jié)省了人力成本。

寫在最后

最近幾年，我國(guó)建筑節(jié)奏放緩，逐漸轉(zhuǎn)向存量市場(chǎng)，而這對(duì)于建筑工程市場(chǎng)而言則是有了更加充沛的時(shí)間與精力去精耕細(xì)作、打磨數(shù)字化平臺(tái)。在可以預(yù)見的未來(lái)，數(shù)字孿生平臺(tái)或許會(huì)成為新建項(xiàng)目的必選項(xiàng)，尤其是在邁過(guò)概念泡沫期后，企業(yè)將更加關(guān)注數(shù)字孿生所帶來(lái)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，這便需要對(duì)工程有著深刻理解，才能夠有的放矢，切中工程管理者所需。

顯然，模視元宇基于工程模型的孿生場(chǎng)景搭建以及為用戶打造孿生資產(chǎn)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)，已在業(yè)內(nèi)站穩(wěn)了腳跟，未來(lái)，其也將跟隨行業(yè)發(fā)展腳步，持續(xù)迭代、優(yōu)化Vothing平臺(tái)。而為了能夠進(jìn)一步深入產(chǎn)業(yè)，聽取資深從業(yè)者的真實(shí)反饋，感興趣的讀者可以復(fù)制下方鏈接直接體驗(yàn)：

體驗(yàn)網(wǎng)址（復(fù)制到瀏覽器）：http://demo.vothing.com/#/login?isFrom=2

建議PC配置：顯存2G及以上的獨(dú)立顯卡，內(nèi)存：8G+，瀏覽器：Chrome\Safari\Edge\Firefox