CN113110313A - 一种基于数字孪生的施工过程管控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于数字孪生的施工过程管控方法，包括：将施工项目中涉及的实体输入虚拟空间，在虚拟空间内生成数字孪生模型，数字孪生模型的元素与实体的元素形成一对一的映射关系；采集实体的实时数据并进行预处理，实时数据包括过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据，并将预处理后的实时数据替换对应的数字孪生模型的元素，得到实时数字孪生模型；使用大数据分析方法对实时数字孪生模型进行仿真，输出施工进度预测值；根据施工进度预测值优化当前施工计划，并输出优化施工计划。本发明通过搭建数字孪生模型，同步执行实际施工过程以及实时更新数字孪生模型，该数字孪生模型提前对施工过程进行预测，进而优化施工参数。
Description
技术领域
本发明涉及工程管理领域，尤其涉及一种基于数字孪生的施工过程管控方法。
背景技术
施工进度企业的生命线，由于受多重因素影响，施工进度的管控一直是个难题，有时施工进度管控到位了，但是成本增加不少，准确科学有效的施工进度管控是亟需解决的问题。
而数字孪生是一种集成多物理量、多尺度、多学科属性，可以实现物理世界与信息世界的交互与结合的仿真技术，数字孪生目前在国内应用最深入的是工程建设领域，它通过在虚拟空间中生成物理实体的镜像，结合现实数据来预测相对应物理实体的全生命周期。虽然数字孪生技术被大量应用到工程建设领域，但针对施工过程管控的数字孪生系统的研究仍较初级，一是现有施工工期是按照经验来预估，没有加入其它扰动因素；二是很难及时监测到施工过程中出现影响工期的扰动因素，更无法及时消除该扰动给施工过程带来的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于数字孪生的施工过程管控方法，旨在消除施工过程中出现得扰动因素。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于数字孪生的施工过程管控方法，包括：
步骤一，将施工项目中涉及的实体输入虚拟空间，在所述虚拟空间内生成数字孪生模型，所述数字孪生模型的元素与所述实体的元素形成一对一的映射关系；
步骤二，采集所述实体的实时数据并进行预处理，所述实时数据包括过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据，并将预处理后的所述实时数据替换对应的所述数字孪生模型的元素，得到实时数字孪生模型；
步骤三，使用大数据分析方法对所述实时数字孪生模型进行仿真，输出施工进度预测值；
步骤四，根据所述施工进度预测值优化当前施工计划，并输出优化施工计划，所述优化施工计划用于项目的实际执行，所述实时数字孪生模型同步执行所述优化施工计划，循环步骤二至四。
在一些实施方式中，所述预处理为：去除所述实时数据中的冗余数据以及整合异构数据。
在一些实施方式中，将所述过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据分别进行时间对比、空间对比以及标准对比，输出施工进度特征，根据所述施工进度特征对当前的所述施工进度预测值进行纠正。
本发明的有益效果为：通过搭建数字孪生模型，同步执行实际施工过程以及实时更新数字孪生模型，该数字孪生模型提前对施工过程进行预测，进而优化施工参数，监控施工过程的整个周期活动，实现施工过程的动态管控，使实际施工的结果满足进度和质量要求，改变了现有管控方法过于滞后的现状。
附图说明
图1为本发明实施例公开的基于数字孪生的施工过程管控方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
如图1所示,本实施例提出了一种基于数字孪生的施工过程管控方法，包括以下步骤：
步骤一，创建施工服务平台：将施工项目中涉及的实体输入虚拟空间，在虚拟空间内生成数字孪生模型，数字孪生模型的元素与实体的元素形成一对一的映射关系；
在本实施例中，施工项目中涉及的实体包括过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据，该过程数据包括施工过程的实施步骤，如支模板、绑钢筋、浇注混凝土、装修等等；该资源数据主要包括人员数量、资金数量以及各种的物资数量，设备数据主要包括设备类型、设备数量以及设备状态，在上述数据的基础上，还增加了扰动数据，扰动数据指的是非主观因素，比如当前的天气、材料的不正常消耗，特殊的停工时常等等。
上述虚拟空间可以是运行在PC、服务器中的计算机系统，通过将施工项目中涉及的实体输入到虚拟空间生成数字孪生模型，初步建立创建施工服务平台，作为后续实时数据更新的基础。
步骤二，实时数据采集：采集实体的实时数据并进行预处理，该预处理具体为：去除实时数据中的冗余数据以及整合异构数据。实时数据包括过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据，并将预处理后的实时数据替换对应的数字孪生模型的元素，得到实时数字孪生模型；
在本实施例中，所采集的实时数据可以通过传感器获取后自动输入数字孪生模型，或者人工获取手动输入数字孪生模型。
步骤三，更新数字孪生模型：使用大数据分析方法对实时数字孪生模型进行仿真，输出施工进度预测值；
上述的大数据分析方法优选对比分析法，将两个或两个以上相互联系的指标数据进行比较，如资源数据中包含的资金数量以及各种的物资数量，分析其变化情况，施工进度的特征和发展规律，可以遇见的，随着资金数量和物资数量的下降，施工进度将逐步上升。
在本实施例的数据分析中，将上述的过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据分别进行时间对比、空间对比以及标准对比，输出施工进度特征，根据施工进度特征对当前的施工进度预测值进行纠正。
时间对比：通过使用同比和环比对历史数据进行对比，输出施工进度随时间周期的数据对比，了解目前数据水平的高低。同比：将本周期的时段与上一个周期的相同时段比较。环比：将本时段与其上一个时长相等的时段做比。
空间对比：即在相同时间范围内与不同空间指标数据进行对比。如A区和B区的不同人员进行对比，可以得出作业的优势地区重点突破，用于平衡人力物力等。
标准对比：通过设定施工进度的目标计划，标准对比可以通过目前数据与设定的目标计划之间的对比，了解目前发展进程，完成进度等，了解差距后可以及时调整策略。
步骤四，进度预测：根据施工进度预测值优化当前施工计划，并输出优化施工计划，优化施工计划用于项目的实际执行，实时数字孪生模型同步执行优化施工计划，循环步骤二至四。
本发明通过搭建数字孪生模型，同步执行实际施工过程以及实时更新数字孪生模型，该数字孪生模型提前对施工过程进行预测，进而优化施工参数，监控施工过程的整个周期活动，实现施工过程的动态管控，使实际施工的结果满足进度和质量要求，改变了现有管控方法过于滞后的现状。
再有，本方法能够监测到施工过程中出现的影响进度和质量的扰动因素，并及时消除该扰动给施工过程带来的影响；利用虚拟空间中的数字孪生模型自动跟踪整个项目的施工周期，可以节省大量人力物力，能够及时监控到设备在使用过程中形成的消耗和不良状态。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于数字孪生的施工过程管控方法，其特征在于，包括：
步骤一，将施工项目中涉及的实体输入虚拟空间，在所述虚拟空间内生成数字孪生模型，所述数字孪生模型的元素与所述实体的元素形成一对一的映射关系；
步骤二，采集所述实体的实时数据并进行预处理，所述实时数据包括过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据，并将预处理后的所述实时数据替换对应的所述数字孪生模型的元素，得到实时数字孪生模型；
步骤三，使用大数据分析方法对所述实时数字孪生模型进行仿真，输出施工进度预测值；
步骤四，根据所述施工进度预测值优化当前施工计划，并输出优化施工计划，所述优化施工计划用于项目的实际执行，所述实时数字孪生模型同步执行所述优化施工计划，循环步骤二至四。
2.如权利要求1所述的基于数字孪生的施工过程管控方法，其特征在于，所述预处理为：去除所述实时数据中的冗余数据以及整合异构数据。
3.如权利要求1所述的基于数字孪生的施工过程管控方法，其特征在于，将所述过程数据、资源数据、设备数据和扰动数据分别进行时间对比、空间对比以及标准对比，输出施工进度特征，根据所述施工进度特征对当前的所述施工进度预测值进行纠正。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113792433A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-14 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | 管道工程建设的数字孪生管控方法及系统 |
| CN114153482A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-03-08 | 深圳市爱云信息科技有限公司 | 基于数字孪生DaaS平台的深度学习编程方法及系统 |
| CN115392808A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-11-25 | 长春龙佳网络科技有限公司 | 一种基于深度学习的房屋建造施工预测进度和调配系统 |
| CN115809856A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-17 | 南京优玛软件科技有限公司 | 一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法 |
| CN116167248A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-05-26 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种基于数字孪生技术的拉线铁塔施工过程管控系统 |
| CN116738801A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-09-12 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种基于数字孪生的索结构智能施工方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109343496A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 中国电子工程设计院有限公司 | 应用于工业生产的数字孪生系统及其形成方法 |
| US20200142365A1 (en) * | 2018-11-05 | 2020-05-07 | Johnson Controls Technology Company | Building management system with device twinning, natural language processing (nlp), and block chain |
| CN111126735A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钻井数字孪生系统 |
| CN111143922A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-05-12 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统 |
| CN112084550A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-12-15 | 北京工业大学 | 一种装配式建筑预制构件智能吊装过程数字孪生建模方法 |
| CN112306464A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-02-02 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 利用数字孪生体实现工业场景下信息物理融合方法和系统 |
-
2021
- 2021-03-26 CN CN202110327824.XA patent/CN113110313A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111126735A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钻井数字孪生系统 |
| US20200142365A1 (en) * | 2018-11-05 | 2020-05-07 | Johnson Controls Technology Company | Building management system with device twinning, natural language processing (nlp), and block chain |
| CN109343496A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 中国电子工程设计院有限公司 | 应用于工业生产的数字孪生系统及其形成方法 |
| CN111143922A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-05-12 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统 |
| CN112084550A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-12-15 | 北京工业大学 | 一种装配式建筑预制构件智能吊装过程数字孪生建模方法 |
| CN112306464A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-02-02 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 利用数字孪生体实现工业场景下信息物理融合方法和系统 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113792433A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-14 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | 管道工程建设的数字孪生管控方法及系统 |
| CN114153482A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-03-08 | 深圳市爱云信息科技有限公司 | 基于数字孪生DaaS平台的深度学习编程方法及系统 |
| CN114153482B (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-17 | 深圳市爱云信息科技有限公司 | 基于数字孪生DaaS平台的深度学习编程方法及系统 |
| CN115392808A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-11-25 | 长春龙佳网络科技有限公司 | 一种基于深度学习的房屋建造施工预测进度和调配系统 |
| CN115809856A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-17 | 南京优玛软件科技有限公司 | 一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法 |
| CN116167248A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-05-26 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种基于数字孪生技术的拉线铁塔施工过程管控系统 |
| CN116167248B (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-04 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种基于数字孪生技术的拉线铁塔施工过程管控系统 |
| CN116738801A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-09-12 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种基于数字孪生的索结构智能施工方法 |
| CN116738801B (zh) * | 2023-07-18 | 2024-04-19 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种基于数字孪生的索结构智能施工方法 |
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