建筑行业正在经历数字化转型，数字孪生是设计和管理新项目及开发的“热门”技术。
实物资产的虚拟展示可以追溯到许多年前，尤其是在航空航天和海洋勘探行业。
自从计算机辅助设计 (CAD) 应用程序的出现，尤其是那些能够创建物理对象的 3D 可视化的应用程序，人们产生了对物理世界进行虚拟表示的想法。
随着物联网设备和连接的大规模部署，数字孪生的概念正在许多行业中出现，包括农业、交通、汽车、医药和建筑等。
数字孪生抵达建筑行业
房地产经理和 IT 专业人员面临的最大挑战是现有建筑和新建筑中的遗留系统。大多数现代设施中存在的自动化系统被设计成可以运行许多年，甚至几十年，因为这些建筑物应该持续至少半个世纪。
当一栋新建筑交付时，尤其是办公用建筑，建筑商通常会将完整的规格和操作手册（通常是 CD 或 DVD）以及许多子系统的印刷资料交给业主。建筑物管理人员和维护人员必须研究这些文档，并准备在需要时执行维护操作和维修。
建筑物的数字孪生概念对于行业来说仍然是一个新奇的概念，只有具有前瞻性的公司才会邀请技术公司来帮助创建一个功能性的数字模型。幸运的是，对更高能效的需求以及强大的分析和传感数据的潜力，正在提高人们对这一颠覆性技术的兴趣。
这些趋势为居住者创造了节约成本和能源的机会，从而在竞争激烈的市场中吸引和留住新人才。先进的技术使业主能够降低成本，并在其建筑内提供独特的体验。
微软和西门子等公司目前正在帮助利益相关方使用物联网传感器和数字孪生技术来运行模拟、完善设计，并在单一平台上快速识别问题。与许多其他行业一样，建筑商现在也希望科技公司帮助他们在自己的领域实施数字经济。
对于租户来说，这些趋势不仅能在竞争激烈的市场中吸引和留住新人才，还能创造节约成本和能源的机会。对于业主来说，先进的技术提供了降低成本的机会，并在其建筑内提供独特的体验。
数字孪生的颠覆
物联网 (IoT) 和互联设备的激增，现在使大多数系统和空间配备大量传感器成为可能，从而持续发送有关设备和操作的信息。此外，现在可以从中央控制系统执行大多数操作，如启动电梯、调节照明或调整房间和空间的温度。
通过使用 3D CAD 表示和实时连接，现在可以使用该技术创建整个建筑的真实画面，使用模型检测和突出潜在问题，并在模型上执行常规控制功能，而无需使用复杂的控制面板。
幸运的是，随着整个建筑行业在多年前从纸质转向数字，所有以前称为“蓝图”的东西现在都变成了详细的 CAD 图纸和模型。此外，许多暖通空调、恒温器、电梯、大门、安保系统和其他建筑系统现在都通过以太网、Wi-Fi、蜂窝网络或 LPWAN 实现了嵌入式连接。
模拟和预防性维护是数字孪生的最大优势
数字孪生使组织能够在真实、身临其境的环境中与其物理资产进行交互。
“模拟是数字孪生的关键杀手级应用之一。”微软 Azure IoT 副总裁 Sam George 说：“一旦创建了某样东西的数字复制品，就能够模拟可能的场景，能够寻找目标并找到见解，这是数字孪生的重要组成部分。在某种程度上，将物联网设备放在建筑物、工厂、能源分配等地方，就等于提供了一个观察的窗口。但是，在许多方面，当使用数字孪生来模拟这些环境时，建筑本身就变成了应用程序。组织中的任何人都很容易进行查看，因为我们习惯于与物理世界互动。”
通过使用数字孪生和增强现实等技术，建筑设计师可以模拟环境并确定空间的最佳用途，计算天气对外表面的影响，优化通风和气候控制系统，并创造更可持续的环境。
“我们希望在数字孪生中整合来自各种来源的数据，增强分析能力，并采取行动提高效率，我们将最大限度地提高能源效率，以实现成本节约和温室气体排放的减少，”Brookfield Properties 公司全球发展部主管 Kevin Danehy 说道。“在旧建筑和新购置的建筑中，节约的能源和温室气体排放高达 20% 或以上。”
楼宇管理人员可以监测不同系统的性能，发现潜在问题的早期迹象，并执行必要的预防性维护，以避免将来出现复杂情况。此外，随着数据收集的进展，可以通过调整维护操作来“预测”组件和系统的性能。
为了达到这种连接水平并能够利用数字孪生的潜力，行业利益相关方需要开放他们的系统并进行合作。
“我认为，一是我们需要有便利的连接。我们需要能够尽可能快速、轻松地连接所有不同类型的系统而不费吹灰之力，因为只有这样，才能真正开始考虑从这些数据中获取价值，”西门子 SaaS 销售全球主管 Elisa Rönkä 说。“尽管如此，也可以采用一种非专有的方法，例如采用一个生态系统而不得自我系统的方法。您可以邀请不同的参与者使用这些数据，发明创造新的解决方案和价值。”
从 3D 视频游戏到数字孪生
数字孪生使组织能够在真实、身临其境的环境中与其物理资产进行交互。Unity Technologies 以其作为领先的 3D 开发平台而闻名，尤其是在视频游戏方面，现在正在为许多应用程序提供逼真的 3D 表现形式的多样化服务。
Unity 和其他公司正押注于使用增强和虚拟现实以及“元宇宙”来管理整个建筑和其他基础设施的可能性。
Unity 垂直行业总经理兼副总裁 Julien Faure 说：“实时 3D 中的数字孪生使我们能够扩展到最需要它的人群。从现场工作人员到客户服务专业人员，在增强现实中对他们提供指导，例如使用 HoloLens 2，收集维护任务并反馈给主模型，等等。”
“通过创建物理环境的数字足迹，可以帮助您了解我们如何生产产品，哪里有风险，以及您如何避免潜在的灾难，”西门子首席信息官 Hanna Hennig 说。“我是数字双胞胎的忠实信徒，现在只有云之类的技术可以做到这一点，云允许处理大量数据，以了解如何通过少花钱多办事来提高可持续性。”
