Digital tvilling i byggsektorn

Figur 1: Bilden illustrerar en digital tvillingmodell.

– kombinerar kraften i data och modeller

Digitala tvillingmodeller är digitala simuleringar som kombinerar information om ett fysiskt objekt med avancerade beräkningsmodeller. Det är en pågående simulering som kopplar ihop alla beräkningsmodeller och all insamlad information från objektet samt uppdaterar sig själv från flera olika källor för att kunna representera sin fysiska motpart. En digital tvillingmodell ger ägare och användare tidig insikt om potentiella risker för skador i samband med extremväder, tunga fordonstransporter och konstruktionens åldrande; figur 1. I denna artikel beskrivs de fundamentala delarna hos en digital tvilling och hur de tillämpas i ett enkelt exempel i form av betongbalk.

Många av dagens inspektioner av bro­ar stör trafikflödet, ger subjektiva be­dömningar och innebär tidskrävande aktiviteter med moment som kan vara riskfyllda för inspektörer och trafi­kanter. För att öka effektiviteten hos infrastrukturkonstruktioner och minime­ra koldioxidavtrycket är användning av avancerade digitala verktyg en mycket intressant väg mot hållbar, kostnadseffektiv och pålitlig infrastruktur.

Byggindustrin har tagit till sig byggnads­informationsmodellering (BIM), men har mycket att vinna på att driva digitaliseringen vidare [1]. Digitala tvilling­modeller är spjutspetsteknologin inom området som sömlöst kopplar ihop informationsinhämtning, informationstolkning och kapacitetsbedömning. 

De senaste årens utveckling av beräk­ningsmetoder och beräkningsmodeller samt ökad datorkraft möjliggör automatiserade flöden från datainhämtning till informationstolkning. De mer avan­cerade beräkningsmetoderna, som finita elementanalyser (FE-analyser), ger bättre förståelse för konstruktionens respons och bärförmåga. För exempelvis brobane­plattor i betong har de mer avancerade FE-analyserna påvisat en högre bär­förmåga jämfört med konventionella be­räkningar. För att de olika delarna ska kunna kommunicera med varandra be­höver språket och systemarkitekturen anpassas; digitala tvillingmodeller, BIM och FE-modeller såväl som tidigare inspektionsdata kopplas ihop och visuali­seras med virtuell och förstärkt verklighet.

Läs hela artikeln i Bygg & teknik i Bygg & teknik 6/2021.

Artikelförfattare:
Kamyab Zandi, Docent, VD Timezyx (Tidigare docent vid Chalmers)
Henrik Waldäng, Student i konstruktionsteknik på Chalmers
Karin Lundgren, Professor, Konstruktionsteknik, Chalmers
Mattias Blomfors, Teknisk doktor, Norconsult AB – Team Bro & Analys