Η κατασκευή είναι ένας από τους κλάδους με τη μεγαλύτερη ροή πληροφοριών και καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός έργου παράγονται μαζικά δεδομένα. Έτσι, η επιτυχία του έργου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη διαχείριση της ροής των πληροφοριών και την ικανότητα επεξεργασίας του τεράστιου όγκου δεδομένων και της εξαγωγής χρήσιμων πληροφοριών.
Τα Ψηφιακά Δίδυμα (ΨΔ) είναι μια τεχνολογία που έχει ήδη υιοθετηθεί σε μεγάλο βαθμό στη βιομηχανία παραγωγής και μεταποίησης, αποτελώντας μέρος της Βιομηχανίας 4.0. Η τεχνολογία αυτή μπορεί δυνητικά να προσφέρει μεγάλη αξία και στους οργανισμούς του δομημένου περιβάλλοντος και να βοηθήσει στην αντιμετώπιση ορισμένων προβλημάτων και προκλήσεων του κλάδου, όπως η ανάγκη για καλύτερη βιωσιμότητα και για υψηλότερη αποδοτικότητα και παραγωγικότητα.
Αν και ο όρος αυτός χρησιμοποιείται όλο και πιο συχνά στη βιομηχανία και τον ακαδημαϊκό χώρο, διαπιστώνεται ότι δεν υπάρχει συστηματική κατανόηση των ΨΔ και ότι η επιστημονική βιβλιογραφία δεν παρέχει έναν μοναδικό ορισμό αυτής της έννοιας. Ως εκ τούτου, η παρούσα εργασία παρέχει μια ανασκόπηση της ιστορίας του ΨΔ, των διαφορετικών ορισμών και μοντέλων, καθώς και των βασικών τεχνολογιών γενικής εφαρμογής. Η ανασκόπηση παρέχει επίσης μια ολοκληρωμένη επισκόπηση των εφαρμογών ΨΔ στις τέσσερις φάσεις του κύκλου ζωής ενός έργου, δηλαδή τη σχεδίαση, την κατασκευή, τη λειτουργία και συντήρηση και τον παροπλισμό. Επίσης, εξάγονται πλαίσια ΨΔ, χαρακτηριστικά στοιχεία, βασικές τεχνολογίες και ειδικές εφαρμογές για κάθε κατηγορία ΨΔ, ενώ διερευνώνται οι προκλήσεις και οι ευκαιρίες για τα ΨΔ.
Τέλος εξετάζεται το ΨΔ σε κλίμακα πόλης και τονίζονται τα οφέλη του στη βιώσιμη ανάπτυξη των πόλεων και στην αντιμετώπιση των προβλημάτων που προκύπτουν από την ταχεία αστικοποίηση. Κατόπιν εξετάζονται οι κυριότερες εφαρμογές των ΨΔ πόλης, οι οποίες κατηγοριοποιούνται σε κατηγορίες όπως ο αστικός σχεδιασμός, το περιβάλλον και η ενέργεια και η αλληλεπίδραση ή διεπαφή με τους πολίτες, ενώ αναλύεται η δυνατότητα χρήσης ΨΔ πόλης για τη διεξαγωγή προσομοιώσεων «τι συμβαίνει αν», όπως οι προσομοιώσεις κινητικότητας, πλημμύρας, ανέμου και ηλιακής έκθεσης και σκίασης.
Η παρούσα εργασία παρουσιάζει μια ολιστική εικόνα της τρέχουσας κατάστασης της εφαρμογής των ΨΔ και αποσκοπεί στο να αποτελέσει έναν οδικό χάρτη για την υιοθέτησή των ΨΔ στον κατασκευαστικό κλάδο.
The construction industry is a sector with an intense flow of information, where massive amounts of data are generated throughout the life cycle of a project. Thus, the project's success depends largely on managing this the information flow and the capability for processing the vast amount of data and extracting useful information.
Digital Twins (DT) is a technology that is widely used in manufacturing and production as an integral part of Industry 4.0. However, this technology can potentially offer great value to organisations in the built environment. It can assist in addressing some of the problems and challenges of the industry, such as the need for greater sustainability, productivity, and efficiency.
Despite the fact that this term is becoming more widely used in industry and academia, it is discovered that there is neither a systematic understanding of DTs, nor a single definition of this concept in the scientific literature. As a result, this research examines the history of DTs, as well as the various definitions and models, and the corresponding enabling technologies. The study also covers a comprehensive overview of DT applications in all four phases of a project's life cycle: design, construction, operation and maintenance, and decommissioning. For each category, the frameworks, characteristics, specific applications, as well as challenges and opportunities are analysed for DTs.
Finally, this study examines DT at the city scale and highlights its benefits in the sustainable development of cities and in addressing the problems arising from rapid urbanisation. The main applications of DTs in cities are categorised into urban planning, environment and energy, and citizen interaction or interface. In addition, the potential of conducting 'what if' simulations such as mobility, flood, wind and solar exposure, and shading are discussed.
The goal of this study is to give a roadmap for DTs adoption in the construction sector by providing a holistic assessment of the current state of DTs implementation.
Τα Ψηφιακά Δίδυμα στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη λειτουργία έργων