22 Febbraio 2024 aggiornato alle 11:51
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BIM, VR e Digital Twin

BIM, Digital Twin e VR

Parliamo di progetti in VR e BIM che lavorano di pari passo con la modellazione 3D e di Digital Twin. Questa dimensione innovativa tecnologica aiuta architetti e ingegneri a rilevare problemi spaziali, collisioni e limitazioni di progettazione. Offre inoltre alle diverse persone che lavorano un ambiente comune per poter collaborare meglio e prendere decisioni basate su dati accurati.

I vantaggi più rilevanti

Innanzitutto, il rilevare gli errori in una fase iniziale del progetto di costruzione

Alcune incongruenze non possono essere viste nei disegni 2D e potrebbero essere troppo complesse per essere facilmente rilevate con un semplice modello 3D. Tuttavia, è fondamentale cercare errori e scontri all’inizio del progetto per evitare di rilevarli in seguito direttamente in cantiere. Gli errori non rilevati possono portare i diversi team a superare il budget e dover fare della pianificazione fuori programma. Utilizzando la realtà virtuale, è possibile visualizzare il modello 3D all’inizio del progetto di costruzione per prevedere eventuali problemi. Si possono poi ottimizzare costi e tempistiche

Il settore delle costruzioni è molto competitivo e non è solo una questione di portare a termine il lavoro. Si tratta di risparmiare sui margini, motivo per cui la trasformazione digitale del settore aiuta le aziende a migliorare il modo in cui monitorano i costi e pianificano le loro operazioni. 

La realtà virtuale offre strumenti che aiutano a ridurre i costi di costruzione ed evitare ritardi perché si può semplicemente entrare nei modelli BIM e  identificare in ogni fase di costruzione le possibilità di ottimizzare costi e tempistiche. Un’altra caratteristica molto importante è il miglioramento della collaborazione con le parti interessate e i lavoratori in loco

Una delle maggiori sfide di qualsiasi progetto di costruzione, in particolare i grandi progetti o quelli complessi, è la comunicazione tra le parti interessate. Si desidera evitare di creare silos di informazioni per il progetto. Con BIM e VR, si possono condividere tutti i dati necessari a ogni team e un ambiente che consente di lavorare insieme su un edificio reale, anche se non ci si trova nello stesso posto. Tutto può essere presentato e convalidato da tutte le parti interessate fin dall’inizio del progetto. 

Qualità e produzione in VR

Oltre a mostrare gli errori sul modello a tutti i soggetti coinvolti, consente anche ai diversi team di migliorare la comunicazione e il coordinamento delle operazioni. Non possiamo poi dimenticare quanto sia importante l’aumentare la qualità della consegna

I dati BIM in un ambiente virtuale consentono un processo decisionale più rapido e solido, nonché una migliore comunicazione tra le parti interessate. Tutti i diretti interessati possono collaborare meglio al progetto e far sì che anche i costi di budget sui quali si è più riflettuto inizialmente possano giovare di queste tecnologie per essere efficientati. Una migliore comunicazione tra le squadre porta a meno errori e non lascia margine a interpretazioni errate.

Anche in tema di costose rilavorazioni, le tecnologie aiutano.

  • La VR migliora la comunicazione tra i diversi partecipanti al progetto e riduce le rielaborazioni:
  • Non si ottiene ritardo a causa di una mancanza di dettagli o di un’imprecisione nei piani
  • Si ottiene un rapido accesso ai progetti a cui si sono apportate recenti modifiche
  • È possibile tenere traccia dell’attività quotidiana. Ciò informerà tutti i partecipanti al progetto e consentirà di affrontare i problemi prima e in modo più efficiente.
  • Si può identificare il problema che ha causato la rielaborazione del progetto ed evitarlo per i successivi

Accessibilità del progetto

Il progetto diventa anche più accessibile per i clienti

La combinazione di BIM e VR offre al cliente l’accesso a informazioni che tradizionalmente non aveva. Saranno in grado di comprendere più facilmente il preventivo, il programma e le fasi di costruzione immergendosi nella realtà virtuale. Ciò consentirà loro di prendere decisioni basate su una migliore comprensione del progetto di costruzione.

Software di realtà virtuale: una leva prestazionale per il settore delle costruzioni

Una delle maggiori sfide della gestione BIM è che diverse parti interessate lavorano attorno al proprio modello. La realtà virtuale consente a tutti gli utenti di riunirsi e partecipare allo stesso progetto. Possono condividere dati accurati, senza convertire la scansione laser in un modello 3D e rischiando di perdere informazioni cruciali.  

Gemello digitale VR

“Digital twin” è un’espressione molto alla moda, ma non sempre ci viene data una spiegazione esaustiva. Questa innovazione, oggi molto popolare, suscita molto interesse da parte dell’industria e promette di aumentare la produttività a tutti i livelli della catena del valore. Perché? Perché spinge oltre i confini con la creazione di prototipi virtuali, consentendo agli ingegneri di costruire il prodotto o il sistema all’interno del proprio ambiente. Questo obiettivo può essere raggiunto solo attraverso un software VR, al fine di visualizzare il prodotto in fase di messa in servizio e integrare il modello 3D con dati di simulazione.

Digital twin secondo Gartner

Secondo la società di ricerca e consulenza Gartner, è definito come “un modello di progettazione software” che rappresenta un oggetto fisico con l’obiettivo di comprendere lo stato dell’asset, rispondere ai cambiamenti, migliorare le operazioni aziendali e aggiungere valore”. Gartner aggiunge che i gemelli digitali stanno entrando nell’uso mainstream, prevedendo che entro il 2023 oltre due terzi delle aziende che hanno implementato l’IoT avranno implementato almeno un gemello digitale in produzione.

Origini dei Digital Twin

Come molte innovazioni ingegneristiche, il concetto di Digital Twin proviene originariamente dall’industria spaziale. La frase stessa è stata coniata per la prima volta da John Vickers della NASA nel 2002. Prima di allora, la NASA conservava un sistema fisico speculare di satelliti e moduli inviati nello spazio al fine di consentire agli ingegneri e agli astronauti di essere sincronizzati per le operazioni di manutenzione. Le capacità tecnologiche e il desiderio di ridurre i costi hanno portato all’adozione di gemelli VR di risorse spaziali anziché fisiche.

Gemelli digitali e VR

Come possiamo vedere, l’obiettivo originale del gemello virtuale era quello di replicare la condizione di un asset a cui non era possibile accedere facilmente, al fine di testare il modo migliore per eseguire un’operazione. L’unico modo per raggiungere questo obiettivo per il gemello digitale è proprio attraverso la realtà virtuale.

La realtà virtuale per le aziende consiste principalmente nel visualizzare e interagire con i modelli CAD in un mondo tridimensionale generato dalla computer grafica. In effetti, i futuri moduli spaziali, così come le automobili più comunemente trovate, possono essere visualizzati in VR e  accuratamente testati per l’operabilità e la manutenzione fin dalle prime fasi del progetto. 

Oltre allo sviluppo dei prodotti, la visualizzazione del gemello digitale in VR aiuta anche i progetti di costruzione o le unità di produzione. Come  afferma il professor Ben Hicks dell’Università di Bristol, la chiave è il “concetto di ‘gemellaggio’ continuo o periodico del digitale al fisico“. La costruzione effettiva di un edificio o di una catena di montaggio si discosta sempre dai modelli pianificati. Queste lievi deviazioni non sono necessariamente un problema, ma l’aggiornamento del gemello VR e la revisione del progetto in VR consentono di controllare ed eliminare conseguenze nefaste. Ad esempio, se alcune tubazioni finiscono con una compensazione di 5 centimetri rispetto al piano, questo può bloccare la corretta apertura di una porta. Testare il gemello digitale in VR in ogni fase è probabilmente l’unico modo per garantire che ciò non accada.

Il gemello digitale all’Università di Gand

Poiché le aziende adottano il Digital Twin a un ritmo molto veloce, anche le università devono stare al passo per insegnare ai loro studenti e promuovere l’innovazione e la ricerca. L’Università di Gand in Belgio è tra questi. Fondata nel 1817, è riconosciuta come uno dei migliori attori internazionali nella ricerca ingegneristica. È sede del Tech Lane Ghent Science Park che offre opportunità di progettazione e costruzione di uffici e laboratori, consentendo alle aziende high-tech, ai centri di ricerca e sviluppo aziendali o agli istituti di ricerca di avere infrastrutture costruite in base alle loro esigenze specifiche. All’interno dell’università, il gruppo di ricerca Industrial Systems Engineering (ISyE) svolge ricerche sulla progettazione, l’ottimizzazione e la convalida di sistemi di assemblaggio flessibili basati su gemelli virtuali.

L’anno scorso, l’Università di Gand ha aggiornato il suo laboratorio con una “Digital Twin Control Room” che consente l’uso della realtà virtuale per la produzione a qualsiasi azienda locale che può andare con i propri dati e visualizzare il proprio modello su una parete digitale.

Questa innovativa installazione è composta da 32 schermi LCD modulari, visualizzati in una curva di 180°, gestiti da 4 computer di rendering con potenti schede grafiche Nvidia P5000, un computer master che utilizza una scheda grafica RTX5000 collegata a un tavolo di controllo digitale e un gamepad per navigare attraverso il modello. 

Digital Twin e VR

Per garantire l’immersione all’interno del modello, il punto di vista cambia ogni 4 schermi, in modo che gli utenti continuino a sentirsi parte dell’ambiente virtuale ovunque si trovino. L’Università di Gand ha scelto poi un software di soluzione universale, per visualizzare istantaneamente qualsiasi modello 3D da qualsiasi applicazione CAD. Compatibile con questa configurazione, l’utente è in grado di visualizzare i dati in tempo reale,  senza conversione dei dati e ha un frame rate elevato su modelli 3D di grandi dimensioni senza degradazione della qualità.

L’abbinamento di Digital Twin e VR consente alle aziende di sedersi attorno al tavolo e avere interazioni sociali con persone di ingegneria, marketing, pianificazione, operazioni o persino clienti ed essere in grado di tenere una riunione su un progetto di ingegneria, senza spendere soldi per costruire questo tipo di infrastruttura. Vengono semplicemente in laboratorio, caricano facilmente il loro modello, il software di VR lo visualizza immediatamente sugli schermi e possono procedere all’esplorazione di un intero progetto di ingegneria e alla valutazione delle ottimizzazioni. Il software supporta anche dispositivi di interazione esterni come animazioni o processi di simulazione che possono essere riprodotti e guardati istantaneamente.

Per dimostrare questa particolare infrastruttura, hanno impostato una linea di assemblaggio fisica con nastro trasportatore e robot nella stanza che è completamente modellata nel mondo virtuale. Sia i modelli fisici che quelli virtuali sono collegati per lavorare simultaneamente insieme e sono controllati dal tavolo digitale. Il Digital Twin in VR consente alle persone di interagire con un modello, discutere e operare i cambiamenti ed è un vero vantaggio chiave per le aziende.  Consente di risparmiare tempo, denaro e contribuisce a una migliore comprensione del progetto.

La progettazione non è mai stata così veloce e precisa come con l’utilizzo di queste tecnologie!

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