Aplicação de Gêmeos Digitais em um ambiente BIM de monitoramento de estruturas de edificações
DOI:
https://doi.org/10.46421/sbtic.v4i00.2590Palavras-chave:
Gêmeo digital, Building Information Modeling, Monitoramento de estruturas, ArduínoResumo
Gêmeo digital é a representação digital de um ambiente ou de um ativo físico. Não se restringe a um modelo tridimensional tradicional, mas é uma referência de dados que podem ser utilizados durante todo o ciclo de vida de um ativo. Gêmeos digitais não se restringem ao conjunto de dados estáticos, mas se comunicam com suas contrapartes físicas, compartilham informações, utilizando tecnologias de Inteligência Artificial (IA) e da Internet of Things (IoT). Este trabalho visa, por meio de um projeto exploratório, analisar a relação entre Gêmeo Digital (Digital Twin) e uma estrutura Building Information Modeling (BIM), por meio do monitoramento de estruturas. Para fins demonstrativos, foi proposta uma aplicação do Digital Twin em conjunto com o BIM, onde seria instalado um sensor de distância acoplado a uma placa micro controladora (Arduino), funcionando como um servidor remoto de armazenamento de dados, sendo capaz de se comunicar em tempo real com o software BIM e um gêmeo digital da estrutura.
Gêmeo digital é a representação digital de um ambiente ou de um ativo físico. Não se restringe a um modelo tridimensional tradicional, mas é uma referência de dados que podem ser utilizados durante todo o ciclo de vida de um ativo. Gêmeos digitais não se restringem ao conjunto de dados estáticos, mas se comunicam com suas contrapartes físicas, compartilham informações, utilizando tecnologias de Inteligência Artificial (IA) e da Internet of Things (IoT). Este trabalho visa, por meio de um projeto exploratório, analisar a relação entre Gêmeo Digital (Digital Twin) e uma estrutura Building Information Modeling (BIM), por meio do monitoramento de estruturas. Para fins demonstrativos, foi proposta uma aplicação do Digital Twin em conjunto com o BIM, onde seria instalado um sensor de distância acoplado a uma placa micro controladora (Arduino), funcionando como um servidor remoto de armazenamento de dados, sendo capaz de se comunicar em tempo real com o software BIM e um gêmeo digital da estrutura.
Downloads
Referências
ARDUINO, online. 2021. About Arduino. Disponível em: <https://www.arduino.cc/en/about>. Acesso em: 18 abr. 2023.
BĄKOWSKI, J. Analytical Tools for Functional Assessment of Architectural Layouts. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2017.
BIMe. Model Uses List. BIMe Initiative. 2019. Australia, v. 1.26.
CALIXTO, C. L.; MICELI JUNIOR, G.; PELLANDA, P. C. Fluxo de Trabalho Automatizado para Otimização Multiobjetivo de Vigas de Concreto Armado. Gestão & Tecnologia de Projetos. São Carlos, v17, n2, 2022.
CORREA, L. A. MÉTODO PARA FORMULAÇÃO DE PACOTES DE TRABALHO PARA OBRAS REPETITIVAS COM O USO DO BIM 4D. 95 p. Dissertação (Mestrado) – Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Santa Catarina, 2019.
CRUZ, R. B. A.; SANTOS, E. R.; AZEVEDO, G. A. N. BIM & Avaliação Pós-ocupação: proposta de integração a partir das recomendações da NBR ISO 19650. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 19., 2022, Canela. Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2022. p. 1-12.
EASTMAN, C. The Use of Computers Instead of Drawings in Building Design. AIA Journal, v. 63, jan. 1975.
ERSHADI, M. et al. Implementation of Building Information Modelling in infrastructure construction projects: a study of dimensions and strategies. International Journal of Information Systems and Project Management, v. 9, n. 4, p. 43–59, 2021.
FERREIRA, A. 2020. SHM (Structural Health Monitoring) na Indústria 4.0. Disponível em: <https://kotengenharia.com.br/shm-structural-health-monitoring-na-industria-4-0/> Acesso em: 18 abr. 2023.
FOLADOR, B. M. Potenciais aplicações de tecnologias da Construção 4.0 em sistemas construtivos modulares em estrutura de aço. 77 p. Trabalho de Conclusão de Curso II (Graduação) – Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Santa Catarina, 2022.
GLAESSGEN, E. H.; STARGEL, D. S. The Digital Twin Paradigm for Future NASA and U.S. Air Force Vehicles. Em: 53RD AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC STRUCTURES, STRUCTURAL DYNAMICS AND MATERIALS CONFERENCE - SPECIAL SESSION ON THE DIGITAL TWIN. Honolulu, HI: 16 abr. 2012.
GRIEVES, M. Origins of the digital twin concept. Florida Institute of Technology, v. 8, 2016.
IVANOV, D. Predicting the impacts of epidemic outbreaks on global supply chains: A simulation-based analysis on the coronavirus outbreak (COVID-19/SARS-CoV-2) case. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, v. 136, p. 101922, 1 abr. 2020.
KRITZINGER, W. et al. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine, 16th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing INCOM 2018. v. 51, n. 11, p. 1016–1022, 1 jan. 2018.
LEITE, G. E. V. Estudo do impacto da quarta revolução industrial na cadeia produtiva da indústria da construção civil no Agreste Pernambucano. 95 p. Dissertação (Mestrado) – Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco, 2022.
LI, L.; LEI, B.; MAO, C. Digital Twin in smart manufacturing. Journal of Industrial Information Integration, v. 26, p. 100289, mar. 2022.
LOPES, L. dos R.; MICELI JUNIOR, G.; PELLANDA, P. C. Fluxo de trabalho digital para otimização de projetos estruturais paramétricos. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO, 3., 2021, Uberlândia. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2021. p. 1-14.
MACHADO, F. A.; RUSCHEL, R. C. Implementação de solução BIM/IoT para suporte à gestão de energia da edificação. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO, 2., 2019, Campinas, SP. Anais[...]. Porto Alegre: ANTAC, 2019.
MADDIKUNTA, P. K. R. et al. Industry 5.0: A survey on enabling technologies and potential applications. Journal of Industrial Information Integration, v. 26, mar. 2022.
MICELI JUNIOR, G. Modelagem de Informação da Construção para Gestão de Projetos de Obra de Infraestrutura de Defesa. 263 p. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Defesa, Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2019.
NEGRI, E.; FUMAGALLI, L.; MACCHI, M. A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems. Procedia Manufacturing, v. 11, p. 939–948, 2017.
PIASECKIENĖ, G. Dimensions of BIM in literature: Review and analysis. Mokslas–Lietuvos ateitis/Science–Future of Lithuania, v. 14, 2022.
PSU. Pennsylvania State University. Project Execution Planning Guide. Pennsylvania State University, 2011. v. 2.1.
SCIANNA, A.; GAGLIO, G. F.; LA GUARDIA, M. Structure monitoring with BIM and IoT: The case study of a bridge beam model. ISPRS International Journal of Geo-Information, v. 11, n. 3, p. 173, 2022.
SUCCAR, B. Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in Construction, v. 18, n. 3, p. 357–375, maio 2009.
SUCCAR, B.; SHER, W.; WILLIAMS, A. Measuring BIM performance: Five metrics. Architectural Engineering and Design Management, v. 8, n. 2, p. 120–142, maio 2012.
SUCCAR, B., SALEEB, N., SHER, W. Model Uses: Foundations for a Modular Requirements Clarification Language, Australasian Universities Building Education (AUBEA2016), Cairns, Australia, July 6-8, 2016.
TAO, F. et al. Digital Twin in Industry: State-of-the-Art. IEEE Transactions on Industrial Informatics, v. 15, n. 4, p. 2405–2415, abr. 2019.
TECHSUL, online. 2022. Arduino UNO. Disponível em: <https://techsuleletronicos.com.br/product/arduino-uno-com-atmega328-r3/>. Acesso em: 18 abr. 2023.
VAN NEDERVEEN, G. A.; TOLMAN, F. P. Modelling multiple views on buildings. Automation in Construction, v. 1, n. 3, p. 215–224, dez. 1992.
XU, Y. et al. A Digital-Twin-Assisted Fault Diagnosis Using Deep Transfer Learning. IEEE Access, v. 7, p. 19990–19999, 2019.
XU, Y. L.; CHEN, B. Integrated vibration control and health monitoring of building structures using semi-active friction dampers: Part I – Methodology. Engineering Structures, v. 30, n. 7, p. 1789-1801, 2008.
ZOTERO. Zotero | Your personal research assistant. Disponível em: <https://www.zotero.org/>. Acesso em: 18 abr. 2023.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Adota-se Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0). Ver detalhamento em https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pt_BR
