Digital Twins and Civil Engineering Phases: Reorienting Adoption Strategies

要約

デジタル ツイン (DT) テクノロジーは、科学と工学のさまざまな関係者に約束を提供するため、長年にわたって大きな注目を集めてきました。
その結果、DT のさまざまなテーマ領域が検討されてきました。
これは、製造、オートメーション、石油・ガス、土木工学などの特定の分野でも同様であり、分野固有のアプリケーションに対するアプローチが断片化することにつながります。
土木工学業界は、DT の導入を他の工学分野による外部技術に依存しているため、この点でさらに不利な状況にあります。
これらの拡張の結果として、運用および保守フェーズへの DT の集中適用が増加しています。
別の側面では、ビルディング インフォメーション モデリング (BIM) は計画/設計段階で広く利用されていますが、建設段階の一時的な性質が DT 導入の課題として残っています。
このペーパーでは、建築、エンジニアリング、建設業界における DT のフェーズベースの開発について説明します。
まず、概念およびサービスとしての DT について簡潔に説明し、5 段階のスケール システムを確立します。
さらに、土木工学の各段階で採用されている従来技術の体系的な文献レビューを個別に紹介します。
この点で、拡張センシングのためのコンピューター ビジョンや信頼性の高い統合のためのモノのインターネットなどの実現テクノロジーを特定しました。
最終的に、私たちは DT が土木プロジェクトのライフサイクル全体にわたる重要なツールであることを明らかにし、研究者が土木工学アプリケーションへの DT の統合を探求する中でより総合的に考えるよう促すことを目指しています。

要約(オリジナル)

Digital twin (DT) technology has received immense attention over the years due to the promises it presents to various stakeholders in science and engineering. As a result, different thematic areas of DT have been explored. This is no different in specific fields such as manufacturing, automation, oil and gas, and civil engineering, leading to fragmented approaches for field-specific applications. The civil engineering industry is further disadvantaged in this regard as it relies on external techniques by other engineering fields for its DT adoption. A rising consequence of these extensions is a concentrated application of DT to the operations and maintenance phase. On another spectrum, Building Information Modeling (BIM) is pervasively utilized in the planning/design phase, and the transient nature of the construction phase remains a challenge for its DT adoption. In this paper, we present a phase-based development of DT in the Architecture, Engineering, and Construction industry. We commence by presenting succinct expositions on DT as a concept and as a service, and establish a five-level scale system. Furthermore, we present separately a systematic literature review of the conventional techniques employed at each civil engineering phase. In this regard, we identified enabling technologies such as computer vision for extended sensing and the Internet of Things for reliable integration. Ultimately, we attempt to reveal DT as an important tool across the entire life cycle of civil engineering projects, and nudge researchers to think more holistically in their quest for the integration of DT for civil engineering applications.

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