Πως τα Ψηφιακά Δίδυμα βοηθούν στην προστασία των κατασκευών
Ολοένα και πιο συχνά, μέσα από την εξέλιξη των πόλεων, των αστικών ιστών, των υποδομών για τη διαβίωση των πολιτών, σε συνάρτηση και με τα έντονα φυσικά φαινόμενα που όλο και πιο συχνά κάνουν την παρουσία τους αισθητή με καταστροφές, αναδεικνύεται η ανάγκη να ενισχυθεί η προστασία των φυσικών αντικειμένων, όπως σχολικά κτήρια, νοσοκομεία, δημόσια κτήρια, φράγματα, δεξαμενές, υποδομές σε σύγχρονες και έξυπνες πόλεις.
Αυτό υποστήριξε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής και ερευνητής του Πολυτεχνείου Κρήτης Πολιτικός Μηχανικός Γιώργος Σταυρουλάκης, ειδικός στην Υπολογιστική Μηχανική πάνω σε μοντέλα που προβλέπουν τη συμπεριφορά κατασκευών.
Η ενίσχυση προστασίας, σύμφωνα με τον κ. Σταυρουλάκη, μπορεί να επιτευχθεί με τεχνικές εφαρμογές στις εγκαταστάσεις των υποδομών, μέσω των οποίων να υπάρχει συλλογή πληροφοριών για τα δεδομένα των εγκαταστάσεων και των υποδομών, τόσο κατά τη διάρκεια ζωής τους όσο και από την επίδραση που έχει πάνω τους το περιβάλλον και τα φυσικά φαινόμενα, όπως για παράδειγμα οι σεισμοί. Όπως γνωστοποιεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής, υπάρχει η τεχνολογία των Ψηφιακών Διδύμων, στην οποία δρα και ως ερευνητής, μία τεχνολογία που ξεκίνησε από την αεροδιαστημική και πλέον κερδίζει έδαφος σε πολλούς βιομηχανικούς κλάδους. Με αυτή, επιτυγχάνεται η ψηφιακή εικονική αναπαράσταση ενός φυσικού αντικειμένου, μιας διαδικασίας ή ενός ολόκληρου έργου, πάνω στην οποία εμφανίζονται πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση και τη λειτουργία του φυσικού αντικειμένου.
Οι πληροφορίες αυτές ενημερώνονται σε πραγματικό χρόνο, μέσω των δεδομένων που συλλέγονται από αισθητήρες που είναι συνδεδεμένοι στο φυσικό αντικείμενο. Αυτός ο συνδυασμός του εικονικού και του φυσικού κόσμου επιτρέπει στις επιχειρήσεις να βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα του κύκλου ζωής του φυσικού αντικειμένου μειώνοντας το χρόνο και το κόστος που σχετίζονται με το σχεδιασμό, τις λειτουργίες αλλά και τη συντήρηση αυτού, καθώς με την ανάλυση δεδομένων και την παρακολούθηση συστημάτων είναι εφικτός ο εντοπισμός, η πρόβλεψη και η αντιμετώπιση προβλημάτων πριν ακόμη προκύψουν.
Όπως γνωστοποιεί ο κ. Σταυρουλάκης, «Το Ψηφιακό Δίδυμο βασίζεται σε μεγάλου όγκου, πραγματικά δεδομένα που συλλέγονται από μετρήσεις σε όλα τα μέρη του φυσικού αντικειμένου μέσω αισθητήρων. Μέσω αυτών των μετρήσεων μπορεί να δημιουργηθεί ένα εξελισσόμενο προφίλ του αντικειμένου ή της διαδικασίας στον ψηφιακό κόσμο που μπορεί να παρέχει σημαντικές πληροφορίες για την απόδοση του συστήματος, την κατάσταση στην οποία βρίσκεται, μία υποδομή, ένα κτήριο, την παρακολούθηση προβλημάτων που μπορούν να παρουσιαστούν με αποτέλεσμα να οργανωθεί η άμεση παρέμβαση από τον άνθρωπο».
Ψηφιακές δυνατότητες
Σε αυτό το πλαίσιο μάλιστα, το Πολυτεχνείο Κρήτης σε συνεργασία με τον Οργανισμό Ανάπτυξης Κρήτης ΑΕ διερευνούν δυνατότητες εφαρμογών ψηφιακών διδύμων για την παρακολούθηση της λειτουργίας επιλεγμένων υποδομών που διαχειρίζεται ή σχεδιάζει να κατασκευάσει ο ΟΑΚ ΑΕ. «Η τεχνολογία των Ψηφιακών Δίδυμων μέσω των αισθητήρων, διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο μεταξύ άλλων, στην πρόβλεψη συντήρησης, μιας και ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να εντοπίζει άμεσα τις αποκλίσεις στις λειτουργίες μίας υποδομής κυρίως όμως να βοηθήσει να γίνουν πιο ασφαλείς οι κατασκευές. Η συντήρηση και η αναπλήρωση για παράδειγμα ανταλλακτικών, μπορούν να προγραμματιστούν προληπτικά, ώστε να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος μέχρι τη συντήρηση και να αποφευχθούν οι δαπανηρές βλάβες μιας κατασκευής.
Παράλληλα όμως, αναφέρει ότι «...με τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας, ενισχύεται η όποια βάση δεδομένων υπάρχει που να σχετίζονται με υποδομές, για παράδειγμα με θερμοκρασίες, με πιέσεις, με ατμοσφαιρικά ή περιβαλλοντικά δεδομένα, με φθορές. Ως εκ τούτου, υπάρχει η δυνατότητα να συλλεχθούν πληροφορίες που θα βοηθούσαν στην στατιστική ανάλυση των δεδομένων όπως πχ ποιος ήταν ο μέσος χρόνος βλαβών, ποια η τυπική απόκλιση, ποιο μέρος αστοχεί πιο εύκολα, πως συμπεριφέρονται τα στοιχεία των φυσικών, μηχανικών και ηλεκτρικών χαρακτηριστικών μιας υποδομής».
