数字孪生技术的使用——创建物理世界的数字表示——正在成为 AEC 行业公司的关键差异化因素。在 COVID-19 封锁之后，承包商面临着对具有复杂设计的新设施的需求不断增加，以满足支持混合劳动力的改造要求。数字孪生可以在整个规划、预算、设计和施工阶段提供帮助。

建筑是一个复杂的行业，有各种不同的利益相关者，包括建筑师、工程师、承包商、建筑业主和市政当局。数字孪生使所有这些群体能够管理和共享数据，打破孤岛并改善跨物理和部门划分的决策。 事实上，Forrester Research报告称，全球55%的软件技术决策者已经在采用数字孪生，并将其应用于从设计到维护的方方面面。

什么是建筑业的数字孪生？

数字孪生用于建筑项目，以创建真实世界空间的精确复制品。这些 3D 模型允许施工团队在设计和规划阶段与物理属性进行虚拟交互。

数字孪生使项目团队能够身临其境地实时访问关键建筑智能，这使他们能够在几个关键领域实现收益：

• 项目利益相关者之间更快、更轻松地协作

• 提高生产力

• 承包商和行业之间更高效的工作流程

• 减少问题和 RFI

通过将数字孪生纳入BIM（建筑信息模型）流程，承包商和AE公司可以解决行业中许多最紧迫的挑战，包括低生产率，盈利能力，性能以及高错误和事故率。建筑业的数字孪生还可以帮助企业降低虚拟设计和施工成本，并有可能赢得更多投标。

数字孪生的工作原理

数字孪生是使用一系列技术创建的，包括 3D 激光扫描仪、传感器、相机和其他物联网 （IoT） 设备。创建数字孪生涉及三个主要阶段：

1. 捕获： 首先，数字孪生可以用各种数码相机拍摄，包括口袋里的手机。在您的移动设备上使用 Matterport 应用程序是一种简单且经济实惠的入门方式。或者，您可以使用多个兼容的 360 全景相机来生成数字孪生。对于需要绝对精度的工作，Matterport Pro 系列摄像机为室内和室外空间提供先进的扫描功能。

2. 编辑、记录和标记建筑资产：使用 Blur 和 Tim 等编辑工具调整数字孪生，以实现清晰度和安全性。这样可以轻松准确地可视化物理空间，包括测量值和可自定义区域。

   接下来，可以将 MatterTag 和注释放置在模型上，以强化与特定资产相关的数据，这些数据在移交包中对所有者很有价值。例如，MSDS、保修和安装 PDF 可以上传并附加到放置在空气处理器或其他机械系统上的注释中

3. 共享和协作： 您可以与远程团队和办公室共享数字孪生模型，从而减少面对面实地考察的需求并减少差旅费用，并支持 AEC 中更环保的业务实践。这也使遥远的团队能够使用可访问的技术更有效地进行协作和协调。

数字孪生在建筑中的 7 大优势

数字孪生提供高度的互操作性和自动化，有可能彻底改变建筑业务的几个方面。在本节中，我们将介绍数字孪生在建筑中的一些主要优势。

1. 改进资源管理 

使用数字孪生可以改善采购流程，缓解供应链滞留，促进当前进度与未来可交付成果之间的协调，并帮助建筑公司更好地分配资源和实物资产。

2. 与利益相关者的沟通更轻松

借助 Matterport 软件，项目经理可以将点云、OBJ 文件、高分辨率平面图和反射天花板平面图导出到 3ds Max、ReCap、Revit 等视图中。这意味着在施工过程的每个阶段，利益相关者都可以及时了解最新进展，并警告任何直接问题。

3. 更明智的决策和规划

数字孪生是一种主动规划工具，允许客户或建筑业主在手提钻开始或安装石板之前提供反馈。 工程师还可以对管道位置和公用设施放置等项目进行更广泛的评估，而建筑师可以预测美学问题，例如油漆颜色或照明布局。数字孪生的使用能够改进设计风险评估和条件调查，通过提供沉浸式视图来更有效地了解现场条件和问题，有效地使协作者能够摆脱 PDF 报告和照片。

4. 自动进度监控

记录进度对于任何新建筑项目都至关重要，数字孪生为管理人员提供了一种从远处密切关注项目的方法。总承包商和建筑业主需要文件来验证施工是否按照标准和设计进行。良好的文档还可以减少错误和返工的需要。全面的进度监控有助于从施工团队成功移交项目结束到设施管理。

5. 更准确的假设和预测

通过消除现场访问的需要，同时仍然提供建筑环境的全面概述，管理人员可以更快、更准确地估算分包商。他们还可以通过用注释、链接、照片和视频注释 3D 模型来创建虚拟打孔清单。

6. 更轻松的安全监控

远程检查使项目经理能够更好地监督安全程序。此外，数字孪生为难以到达或危险的环境提供准确的虚拟测量，这意味着员工在现场不必承担不必要的风险。

7. 为业主提供强大的移交交付成果

承包商使用 Matterport 在整个项目过程中收集现有条件，然后使用与 MEP 系统绑定的嵌入式数据来强化模型——为其业主提供数字移交包，使他们能够在第一天管理建筑物。 

为建筑项目创建数字孪生的挑战

为了有效地部署数字孪生，一些建筑公司可能必须克服该行业长期存在的挑战。在本节中，我们将讨论在建筑中实施数字孪生时需要注意的主要挑战。

缺乏合同意识

了解合同的细微差别是任何建筑项目的基本方面，而新技术（如数字孪生）的结合可以显着改变流程。但是，通过记录项目的范围和客户的关键驱动因素，数字孪生可以帮助确保各方都坚持和理解建筑合同的要求。

缺乏对数据的理解

许多建筑公司在尝试有效利用数据时遇到挑战，缺乏获得见解的能力，在IT和OT之间采用不同的数据管理系统，以及无法实时或在紧迫的期限内访问数据。Matterport的优点之一是它很容易与其他数据流集成。

转向 BIM

即使是现在，许多建筑公司也将2D设计技术用于关键的建筑项目。利用与虚拟设计和施工流程相关的BIM模型需要更复杂的3D建模技术和公司内部的新技能。

没有结构或定义的标准操作程序 

一些建筑项目缺乏数据交换和问题解决的流程，这使得引入数字孪生成为利益相关者需要克服的另一个障碍。但是，通过创建单一事实来源，数字孪生确保每个人（从承包商到检查员再到客户）在项目的整个生命周期中都在同一页面上。

财务限制

由于需要处理如此多的预算需求，建筑公司最初可能不愿意在数字化转型上花钱。但是，由于减少返工、增加有效协作和最大限度地减少差旅费用，节省的大量成本超过了投资的合理性。

建筑业的数字孪生示例

许多著名的建筑和施工公司都使用数字孪生从根本上改变了他们处理项目的方式。以下是领先公司的一些故事，讲述了他们如何实现数字孪生在改善工作流程方面的好处。

Corgan 通过 LAX 的 Matterport 3D 数字孪生实现施工投资回报

当领先的建筑和设计公司 Corgan 开始在洛杉矶国际机场 （LAX） 进行 $1.6B 的建设项目时，管理人员将数字孪生技术集成到施工工作流程中，以优化性能和生产力。

使用 Matterport Pro2 相机，Corgan 记录了关键里程碑，创建了虚拟打卡清单，并与业主、承包商和设施经理共享了 3D 数字孪生模型。

数字孪生技术还帮助 Corgan 克服了新建筑项目设计阶段的最大挑战之一：捕获现有现场条件。洛杉矶国际机场项目的初始阶段是一条占地18,000平方英尺的公用隧道。Corgan 在大约一个小时内完成了 50 次扫描，从那时起，项目团队使用 Matterport 的快速捕获功能将扫描时间缩短了 50%。

Takeaka使用Matterport数字孪生进行远程检查和有效协作

2017年，竹中株式会社成为首批在建筑行业采用Matterport数字孪生技术的日本公司之一。通过在整个建筑生命周期中捕获建筑和机械、电气和管道 （MEP） 项目的数字孪生，项目团队能够在施工过程的每个阶段更有效地协作。

最初，竹中使用传统的3D激光扫描仪以数字方式捕获空间。但这需要大量的处理时间来处理扫描的数据。它还要求工程师进行现场调查并捕获这些昂贵的扫描。借助 Matterport 的数字孪生技术，Takeaka 能够以多种方式简化项目管理流程：

• 将制作 360 度照片的时间缩短 90%

• 无需使用昂贵的激光扫描仪，每次扫描可节省数千美元

• 通过远程测量和检查减少差旅和人工成本

Swinerton 使用 Matterport 数字孪生来推动项目向前发展

在 COVID-19 封锁期间，总部位于旧金山的建筑公司 Swinerton 必须确保进展对客户保持透明，即使社交距离限制了对实物资产和建筑工地的访问。

使用Matterport Pro2相机，Swinerton在几个小时内对3,20平方英尺的空间进行了非常详细的000D扫描。扫描结果被发送给客户、建筑师、工程师和分顾问，他们可以虚拟地浏览空间并实时提出更改建议。数字孪生的使用使 Swinerton 能够以多种方式保持项目正常进行：

• 将客户出差时间缩短 100%

• 将 MEP 和建筑师的旅行时间缩短 50%

• 消除四周的潜在项目延误

• 通过防止代价高昂的错误和返工为客户节省数千美元

在下一个项目中实施数字孪生技术的 4 个技巧

寻找建筑业数字孪生的最大收益？以下是一些入门提示：

1. 熟悉规章制度

在建筑工地使用数字孪生之前，公司需要确保他们符合当地的法律法规。但是，数字孪生应该允许承包商加快审批和许可过程，并更快地生成可测试的计划。

2. 投资新员工培训计划 

从历史上看，建筑业采用新技术的速度一直很慢。公司可能有必要引入新的培训计划，以重新培训员工所需的知识，以充分利用数字孪生。对于负责保护专有信息的员工，也可能需要召开有关网络安全的特别会议。

3. 构建数字孪生架构路线图

制定战略蓝图，概述数字孪生将如何帮助实现项目目标，是确保所有利益相关者在同一页面上的好方法。这些架构路线图可以作为整个项目生命周期的参考点，帮助团队专注于任务并实现目标。

4. 整合相关技术 

Matterport数字孪生与现有程序（如SketchUp，Revit，AutoCAD和其他常用设计软件BIM）无缝集成。施工经理可以导出他们的点云并在Revit或其他BIM工具中轻松共享，他们可以为竣工和施工文档生成OBJ文件和点云。

Matterport帮助您为下一个建设项目奠定坚实的基础

Matterport 的 3D 数据平台是一种强大而有效的方式，可以记录和协作建筑物或物业的施工过程。使用兼容的相机，您可以创建小型或大型空间的数字模型，其细节水平接近现场实际。这些模型以可导航、照片般逼真的视图交付，该视图使用获得专利的计算机视觉和称为 Cortex AI 的人工智能技术。

Matterport 数字孪生平台还允许您轻松地将其他文件格式导出到其他第三方软件中，从而节省大量手动工作和时间。

使用 Matterport，您可以：

• 快速有效地记录和传达关键里程碑

• 通过在模型中共享和注释来消除旅行时间

• 执行远程质量检查，在异地进行测量，并通过第一时间捕获所有数据来减少面对面的访问