Цифровые двойники зданий

Цифровой двойник представляет собой динамическую виртуальную копию физического здания. Она обновляется в режиме реального времени за счет данных с IoT-датчиков, инженерных систем и BIM-моделей. При этом технология позволяет не просто визуализировать объект, она осуществляет непрерывный мониторинг, прогнозирует износ оборудования, оптимизирует энергопотребление и моделирует различные сценарии эксплуатации.

В отличие от цифровой тени, которая только собирает и хранит данные, цифровой двойник позволяет моделировать гипотетические ситуации. Например, сценарии «что, если». Кроме того, он тестирует различные варианты без вмешательства в работу реального объекта и помогает принимать решения на основе предиктивного анализа.

Цифровые двойники работают на всех этапах жизни здания. При проектировании архитекторы моделируют влияние изменений на энергоэффективность и движение людей. Двойник легко находит проектные ошибки до начала стройки, что сокращает затраты на исправления. В процессе строительства двойник, обновляемый данными с лазерных сканеров и дронов, отслеживает соответствие работ проекту и контролирует бюджет в реальном времени.

По завершении строительства двойник становится платформой для управления. Управляющие компании видят всю информацию в одной системе: от показаний счетчиков до схем арендаторов. Анализируя данные о заполняемости помещений и погодных условиях, двойник автоматически регулирует освещение, отопление и кондиционирование, оптимизируя микроклимат — температуру, влажность и качество воздуха. Вместо планового ремонта система прогнозирует поломки и заранее уведомляет о необходимости обслуживания. Это снижает аварии на 30-40%, сокращает простои и продлевает срок службы активов.

Экономические выгоды внедрения: сокращение эксплуатационных расходов на 15-20%, снижение аварийности на 20-40%, продление срока службы оборудования до 20%. Также снижение энергопотребления на 10-20% и повышение стоимости объекта на 7-20%. Срок окупаемости составляет 2-3 года.

По оценкам специалистов отрасли, стоимость программного обеспечения составляет от 500 тысяч рублей, пилотные проекты на технологическом комплексе — от 700 тысяч до 3 миллионов рублей, а комплексные решения для крупных объектов могут достигать десятков миллионов рублей в зависимости от масштаба объекта, сложности систем и необходимости доработки ПО для нужд конкретного здания.

Россия стала первой страной в мире, утвердившей национальный стандарт по цифровым двойникам. Уровень цифровой зрелости в стране вырос более чем в два раза к 2024 году, что упрощает процесс интеграции сложных технологий. Это дает основу для их широкого внедрения. Так, в рамках дорожной карты «Технет 4.0» Национальной технологической инициативы планируется внедрение цифровых двойников на 250 российских предприятиях. Минстрой РФ планирует создать цифровые двойники всех городов-миллионников в ближайшие три года.

Бизнес-парк «Ростех-Сити» представляет собой крупнейший в России проект, где реализован полноценный цифровой двойник для управления объектом коммерческой недвижимости. Площадь составляет более 263 тыс. кв. м. Система, созданная на платформе SODIS Building FM, объединяет BIM-модель, BMS и IoT-датчики для контроля всех инженерных систем. Это позволяет сократить эксплуатационные расходы до 20% за счет перехода на обслуживание по фактическому состоянию и оптимизации энергопотребления.

Цифровой двойник Москвы представляет собой комплексную платформу, основанную на фотограмметрической 3D-модели города и архиве панорам улиц с 2013 года. Она содержит тысячи слоев данных о различных сферах городской жизни. Активные работы по созданию цифровых моделей ведутся в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Владивостоке, Казани, Тюмени и Калужской области.

Несмотря на очевидные преимущества, массовое внедрение цифровых двойников в России движется медленнее ожидаемого. Причины кроются в комплексе технических, экономических и кадровых ограничений.

Финансовые барьеры. Внедрение требует значительных инвестиций в программное обеспечение, IoT-датчики, серверную инфраструктуру и создание модели. Для средних и малых компаний это непреодолимый барьер.

Кадровый дефицит. В России не хватает специалистов, способных разрабатывать и обслуживать сложные системы двойников. Интеграция с устаревшими IT-системами особенно сложна на объектах старой постройки.

Проблемы безопасности. Двойники собирают огромные объемы конфиденциальных данных. Защита от кибератак критически важна. При этом многие объекты не имеют базы для внедрения — отсутствует высокоскоростной интернет и IoT-устройства.

Программное обеспечение. Российские компании в рамках реализации инициативы Технет 4.0 активно внедряют отечественное ПО для реализации цифровых двойников. RENGA и NanoCAD пока еще уступают западным аналогам, но при этом существенно дешевле и более доступны для нашего рынка. Например, отечественное ПО для управления жизненным циклом объекта на базе BIM-модели, такое как BIMIT, предлагает решения стоимостью 118 000 рублей за одно рабочее место в год. Лицензии на RENGA и NanoCAD обходятся в сопоставимые суммы — от 50 000 до 80 000 рублей в год. Основной расход при внедрении — это стоимость времени специалистов и инженеров, которые создают ЦД.

Тем не менее, российский рынок цифровых двойников обладает огромным потенциалом для роста. По прогнозам экспертов, российский рынок цифровых двойников обладает значительным потенциалом роста. Мировой рынок цифровых двойников, по оценкам аналитиков, к 2030 году может превысить 180 млрд долларов. Основными драйверами станут дальнейшая цифровизация промышленности и городского хозяйства, а также курс на импортозамещение программных платформ для создания цифровых двойников.