BIM 7D: research on applications for operations & maintenance

Abstract

Throughout the project life cycle in the built environment, the extensive employment of Building Information Modelling (BIM) and the very recent advancements of other digital technologies have provided various new insights and decision-making capabilities. As a result, a large amount of data must be conveyed, altered, coordinated, and exchanged across multiple stakeholders throughout the construction process. The potential of cost management, facility maintenance to the information sharing and monitoring of the built asset put in an environment has led to the concept of a greater level of detailing of the built asset model emerging in recent years. The digitization/computerization of various phases and processes of built environments is growing to have a broad influence on how architecture, engineering, and construction (AEC) sector’s projects are planned, developed, and managed, as a result of the development of huge data in projects. The intersection of digital technologies and smart systems, along with data systems, has lately been identified as one of the most innovative and cutting-edge technological breakthroughs in the built environment. Although the integration of digital technology into the AEC industry’s practices has proven benefits throughout the lifecycle of the built asset and this incorporation has the potential to transform the construction industry, however, there exist still challenges in its intelligent implementation. For instance, one of the major problems is its precise and efficient employment for required outcomes that confirms the solid need for an intuitive framework. Therefore, the present dissertation is influentially aimed at developing a systematic guide document for the efficient implementation of digital twin technology in the built environment. A step-by-step guide framework (termed as Digital Twin Execution Plan – DTxP) is prepared that follows the workflows and information exchange requirements in order to effectively employ digitalization in the available built environment projects. A thorough literature review is carried out to collect the relevant scientific information and different codes of practice were also consulted to make sure the alignment of the developed framework with the regional and international standards. Industry practitioners were also consulted in order to get feedback on the real-life industry practices and how digitalization can really be implemented while solving the existing problems. The developed framework document reflects a comprehensive set of information on when, how, and who is responsible for what task(s) when a higher amount of productivity is required in a built environment project that is employing digital twin technology. Although the guide document is targeted to employ the digitalization in reinforced concrete bridge structure for its structural performance analysis, fatigue assessment, traffic monitoring, and ground stability, among others, the developed framework could be extended by the industry professionals working in BIM to control the information throughout the built asset’s life cycle. Besides, the development document could serve as a benchmark or a template document to follow when efficient employment of the digital twin technology into the built environment practices is needed.

Ao longo do ciclo de vida de uma construção, a ampla adoção de Building Information Modeling (BIM) e o recente advento de outras tecnologias digitais forneceram várias novas perspetivas e recursos para a tomada de decisão. Como resultado, uma grande quantidade de dados deve ser transmitida, alterada, coordenada e trocada entre as várias partes interessadas ao longo do processo de construção. A digitalização/informatização de várias fases e processos de uma construção está a crescer em direção a uma ampla influência em como os projetos do setor de arquitetura, engenharia e construção e operados pelo proprietário (AECO) são planeados, desenvolvidos e geridos, como resultado do desenvolvimento de enormes dados em projetos. A interseção das tecnologias digitais e sistemas inteligentes, juntamente com os sistemas de dados, foi recentemente identificada como um dos avanços tecnológicos mais inovadores e de ponta no ambiente construído. Embora a integração da tecnologia digital nas práticas da indústria de AEC tenha benefícios comprovados ao longo do ciclo de vida do ativo construído e esta incorporação tenha o potencial de transformar a indústria da construção ainda existem desafios na sua implementação inteligente. Por exemplo, um dos principais problemas é a sua utilização de forma precisa e eficiente para os resultados exigidos, o que confirma a necessidade sólida de uma estrutura intuitiva. Portanto, a presente dissertação tem como objetivo desenvolver um documento guia sistemático para a implementação eficiente da tecnologia digital twin no ambiente construído. É elaborado um guia passo a passo (denominado Digital Twin Execution Plan - DTxP) que segue os fluxos de trabalho e os requisitos de troca de informações para empregar efetivamente a digitalização nos projetos de ambiente construído disponíveis. Para esse efeito, é realizada uma revisão exaustiva da literatura para coletar as informações científicas relevantes. Diferentes códigos de prática foram também consultados para garantir o alinhamento da estrutura desenvolvida com regulamentação local. Profissionais da indústria também foram consultados para obter feedback das práticas da indústria da vida real e como a digitalização pode realmente ser implementada enquanto se resolve os problemas existentes. O documento de estrutura desenvolvido reflete um conjunto abrangente de informações sobre quando, como e quem é responsável por quais tarefas quando uma quantidade maior de produtividade é necessária em um projeto de ambiente construído que está empregando tecnologia digital dupla. Embora o documento-guia tenha como objetivo empregar a digitalização em estruturas de pontes de betão armado para efeitos de análise de desempenho estrutural, avaliação de fadiga, monitorização de tráfego e estabilidade do solo, entre outros, a estrutura desenvolvida pode ser estendida pelos profissionais da indústria que trabalham em BIM para controlar o informações ao longo do ciclo de vida do ativo construído.