Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Standard IFC jako repozytorium stanów przeszłych, teraźniejszych i przyszłych w całym cyklu życia obiektu budowlanego

Borkowski Andrzej Szymon, Buniewicz Gabriela

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 4

124--128

PL

Dotychczasowe badania naukowe wskazują na rosnący udział BIM (Building Information Modeling) w procesie cyfryzacji obiektów budowlanych. Uznaje się, że BIM powinien być wykorzystywany nie tylko do budowy trójwymiarowych modeli informacyjnych, ale także powinien wspierać cyfryzację procesów budowlanych poprzez unikanie ponownego wprowadzania danych na różnych etapach inwestycji. Interoperacyjne modele BIM zapisane w standardzie IFC (Industry Foundation Classes) mogą być niezwykle szczegółowe geometrycznie i jednocześnie bogate w dane niegraficzne. IFC umożliwia łączenie różnych rodzajów danych, w tym danych pomiarowych, dokumentów i zdjęć z budowy lub odbiorów, aby przechowywać stany przeszłe, teraźniejsze i przyszłe obiektu budowlanego. W pracy podjęto próbę symulacji różnych działań w czasie dla wybranego modelu informacyjnego budynku. Zaprezentowano szeroki i inkluzywny kontekst tzw. cyfrowych bliźniaków, które w przyszłości pozwolą na osiągnięcie ambitnych celów gospodarki cyrkularnej. W artykule zaprezentowano też warstwę technologiczną poświęconą procesowi powstawania cyfrowego bliźniaka, w tym wykorzystanie szerokiego spektrum danych wejściowych.

EN

Scientific research to date indicates an increasing involvement of BIM (Building Information Modeling) in the digitization process of buildings. It is recognized that BIM should take part not only in creation of three-dimensional building information models, but it is also expected to support digitization of building processes by avoiding data re-enter at different investment phases. Interoperable BIM models that are saved in IFC (Industry Foundation Classes) standard can be detailed geometrically and rich in non-graphical data. IFC allows combining various types of data, including measurement data, documentation and photos from construction site or building acceptances to store past, present and future states of a building. The paper attempts to simulate various actions over time for a selected building information model. The paper presents a broad and inclusive context for the so-called digital twins, which will help achieve ambitious goals of the circular economy in the future. The paper also demonstrates a technological layer dedicated to the process of creating a digital twin, including the use of a wide range of input data.

2

Rola Digital Twin w zarządzaniu i monitorowaniu budynków – zarys teoretyczny

Zima Krzysztof, Biel Sebastian, Mitera-Kiełbasa Ewelina

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 2

243--245

PL

Rozwój technologii cyfrowych wpłynął na ewolucję koncepcji BIM (Building Information Modelling) w budownictwie, prowadząc do integracji nowych narzędzi, takich jak wkraczający Digital Twin (Cyfrowy Bliźniak) i Digital Shadow (Cyfrowy Cień). Digital Shadow stanowi etap pośredni między statycznym modelem BIM a w pełni funkcjonalnym Digital Twin. Umożliwia zbieranie danych z sensorów i ich automatyczną aktualizację w modelu cyfrowym. Digital Twin natomiast powinien umożliwić dwukierunkową interakcję – dane są nie tylko odbierane, ale również przetwarzane i wykorzystywane do sterowania budynkiem. Celem artykułu jest porównanie definicji Digital Shadow i Digital Twin i możliwości wykorzystania tych technologii. W artykule przedstawiono porównanie możliwości, jakie daje Digital Shadow jako krok pośredni w kierunku pełnego wykorzystania technologii Digital Twin. Digital Shadow jest wykorzystywany do opisania modelu cyfrowego, który współdziała z rzeczywistymi danymi, ale nie jest jeszcze w pełni autonomicznym modelem. Ma za zadanie aktualizować model BIM w czasie rzeczywistym pozyskując dane z budowy lub istniejącego obiektu rzeczywistego. Digital Twin umożliwia dodatkowo m.in. efektywne zarządzanie energią, optymalizację kosztów oraz precyzyjne monitorowanie parametrów budynku lub jego części w czasie rzeczywistym. Pozwala nie tylko na pozyskiwanie danych z obiektu rzeczywistego, ale po ich analizie dodatkowo pozwala na sterowanie elementami lub urządzeniami zainstalowanymi w obiekcie. Z perspektywy realizacji przedsięwzięcia budowlanego, znaczenie ma również zakres przyjętej koncepcji oraz dynamiczny charakter projektów budowlanych. Efektywność analizy danych modeli Digital Twin czy Digital Shadow zależy od jakości danych, a złożoność technologiczna wymaga zaawansowanej wiedzy technicznej i zaangażowania wyspecjalizowanych ekspertów.

EN

The development of digital technologies has influenced the evolution of the BIM (Building Information Modelling) concept in construction, leading to the integration of new tools such as the emerging Digital Twin and the Digital Shadow. Digital Shadow serves as an intermediate step between a static BIM model and a fully functional Digital Twin. It enables the collection of data from sensors and their automatic updating in the digital model. A Digital Twin, on the other hand, should allows two-way interaction – data is not only received, but also processed and used for building control. The objective of this article is to provide a comparative analysis of the definitions of Digital Shadow and Digital Twin, as well as the potential applications of these technologies. The article presents a comparison of the possibilities offered by Digital Shadow as an intermediate step towards the full use of Digital Twin technology. Digital Shadow is employed to delineate a digital model that interacts with real data; however, it is not yet a fully autonomous model. It is designed to update the BIM model in real time by extracting data from the construction or existing real object. The Digital Twin concept has been demonstrated to facilitate a range of benefits, including but not limited to enhanced energy management, optimised costs, and precise real-time performance monitoring of a building or its components. It facilitates not only the acquisition of data from physical objects, but also, subsequent to analysis, enables the control of elements or devices installed in the object. From the perspective of implementing a construction project, the scope of the adopted concept and the dynamic nature of construction projects are also important. The efficacy of data analysis utilising Digital Twin or Digital Shadow models is contingent upon the integrity of the data, necessitating advanced technical expertise and the contribution of specialised professionals.

3

Multimode approach using reinforcement learning and digital twin for operating mode management

Elqabli Zineb, Kamach Oulaid, Chater Youness

Production Engineering Archives

|

2025

|

Vol. 31, Iss. 1

116--128

EN

Managing operating modes in a multimode production system represents a complex challenge that necessitates both meticulous and reactive planning. The challenge resides in coordinating and opti-mizing the different modes to address variations in demand while ensuring optimum makespan. A multimode system integrates multiple operating modes to accommodate any disturbances that may affect the system. This paper addresses the issue of selecting the appropriate mode to activate in re-sponse to the occurrence of a failure. By using Reinforcement Learning (RL) and Digital Twin (DT), the RL agent uses a state space (St) provided by a Digital Twin, to target its action (A) which consists of making a decision about which mode should be activated and which modes should be deactivated. The combination of the RL agent with the multimode system via the Digital Twin enables real-time adaptation to a dynamic environment, with the possibility of virtually testing the decisions made by the RL agent before their actual implementation, and consequently enhancing the performance of com-plex industrial systems. An innovative multimode scheduling approach will be targeted for the discrete case.

4

Symulacja procesów logistycznych w magazynach z wykorzystaniem Factory I/O i rzeczywistego sterownika Siemens S7-1200 na podstawie metodologii GEMMA-GRAFCET

Falkiewicz Kacper

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2025

|

Vol. 66, Nr 3

28--35

PL

Współczesne procesy logistyczne w magazynach wymagają zaawansowanej automatyzacji, aby zwiększyć efektywność operacyjną i zoptymalizować zarządzanie przepływem towarów. W niniejszym artykule zaprezentowano symulację procesów logistycznych z wykorzystaniem oprogramowania Factory I/O oraz rzeczywistego sterownika Siemens S7-1200. Implementacja procesu została oparta na metodologii GEMMA-GRAFCET, umożliwiającej precyzyjne modelowanie, analizę oraz sterowanie automatycznymi systemami logistycznymi. W badaniu skonfigurowano stanowisko testowe obejmujące sterownik PLC, komputer z oprogramowaniem Factory I/O i TIA Portal oraz wirtualny model magazynu. Opracowany algorytm sterowania, zapisany w języku drabinkowym (LAD), zapewniał obsługę różnych trybów pracy (ciągłego i cyklicznego), zarządzanie ruchem paczek oraz implementację procedur awaryjnych. Zastosowanie cyfrowego bliźniaka umożliwiło szczegółową analizę działania systemu przed jego wdrożeniem, co pozwala na identyfikację potencjalnych błędów oraz optymalizację procesów logistycznych. Rezultaty badań potwierdzają skuteczność integracji oprogramowania symulacyjnego z fizycznym sterownikiem PLC w optymalizacji i weryfikacji procesów magazynowych. Metodyka GEMMA-GRAFCET okazała się przydatnym narzędziem do strukturyzacji i wizualizacji logiki sterowania. Otrzymane wyniki podkreślają potencjał wykorzystania symulacji w procesie projektowania i doskonalenia systemów logistycznych, co przekłada się na zwiększenie efektywności operacyjnej w rzeczywistych warunkach przemysłowych.

EN

Modern logistics processes in warehouses require advanced automation to increase operational efficiency and optimize goods flow management. This article presents a simulation of logistics processes using Factory I/O software and a real Siemens S7-1200 controller. The process implementation was based on the GEMMAGRAFCET methodology, allowing precise modeling, analysis, and control of automated logistics systems. The study involved configuring a test setup consisting of a PLC controller, a computer with Factory I/O and TIA Portal software, and a virtual warehouse model. The developed control algorithm, written in ladder logic (LAD), provided support for various operating modes (continuous and cyclic), package movement management, and the implementation of emergency procedures. The use of a digital twin enabled a detailed analysis of the system’s operation before its deployment, allowing the identification of potential errors and optimization of logistics processes. The research results confirm the effectiveness of integrating simulation software with a physical PLC controller for optimizing and verifying warehouse processes. The GEMMA-GRAFCET methodology proved to be a useful tool for structuring and visualizing control logic. The obtained results highlight the potential of simulation in the design and improvement of logistics systems, which translates into increased operational efficiency in real industrial conditions.

5

Pilot implementation of a digital building model for operational management

Radziejowska Aleksandra, Ciepłucha Wojciech, Majta Marcin

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

365--380

EN

In recent years, Building Information Modeling (BIM) technology has been increasingly used in the design and construction phases of building projects. However, there is still a lack of information regarding the implementation and evaluation of BIM during the longest phase of a building’s lifecycle, which is its operation. More and more often, various systems and management methods are being employed for such real estate properties. However, these issues primarily concern newly constructed objects for which digital BIM documentation was created during the design phase. The situation is different for properties that have been in operation for an extended period or for those that lack a virtual model. Highlighting the benefits of creating and subsequently utilizing an existing building model, the authors present a practical example of BIM technology implementation in the management of existing real estate located within the AGH campus. They particularly emphasize the possibility of using readily available tools, which significantly enhance the management of the virtual building model without the need for modeling skills or complex software operation. For this purpose, they propose using an Excel spreadsheet. With the appropriate integration with Revit, it allows for the real-time flow of data, making it easy to incorporate current changes into the model.

PL

Faza operacyjna stanowi najdłuższy etap w cyklu życia budynków. Podczas eksploatacji obiektów zachodzi konieczność wykonywania różnych działań, których celem jest systematyczne gromadzenie informacji dotyczących stanu technicznego i funkcjonalnego budynku. Zazwyczaj te działania są planowane i koordynowane przez właściciela lub zarządcę nieruchomości. Dotychczas te obowiązki wiązały się z dużym nakładem pracy, co wiązało się z koniecznością tworzenia dużej ilości dokumentacji, zarówno w formie papierowej, jak i elektronicznej, w postaci protokołów, notatek i dokumentacji fotograficznej. Dlatego też warto rozważyć rozwiązania, które mogą usprawnić i zredukować liczbę działań potrzebnych do zapewnienia długoterminowej i efektywnej eksploatacji nieruchomości. Na rynku dostępne są różnego rodzaju narzędzia, od bardziej zaawansowanych po te prostsze, które mogą znacząco usprawnić zarządzanie nieruchomościami budynkowymi na lata. Ważne jest, aby te narzędzia były łatwe w obsłudze i nie wymagały zaawansowanej wiedzy technicznej, dzięki czemu mogą być wykorzystywane przez szerokie grono użytkowników. Technologia BIM umożliwia wymianę danych pomiędzy wieloma interesariuszami na każdym etapie cyklu życia budynku. Wsparcie działań związanych z eksploatacją może obejmować: - zachowanie sprawności instalacji: Poprzez nadzór nad instalacjami dostosowanymi do różnych potrzeb użytkowników. - Planowanie i organizację przeglądów i serwisów: Skoordynowane planowanie regularnych kontroli i konserwacji. - Planowanie i projektowanie prac remontowych: Identyfikacja i priorytetyzacja prac remontowych, modernizacyjnych lub zmian w użytkowaniu budynku. - Organizacja demontażu: Dla obiektów tymczasowych lub wycofywanych z użytku. Informacje gromadzone podczas tworzenia modelu BIM powinny być dostępne w jednej wspólnej bazie danych, do której zarządzający budynkiem ma dostęp zarówno do przeglądania, jak i edycji podczas codziennych działań eksploatacyjnych. To pozwala na ciągłą wymianę danych o budynku w jednym, cyfrowym repozytorium, dostępnym dla wszystkich zainteresowanych stron. Budynek, dla którego stworzono cyfrowy modelu budynku w programie Revit jest obiektem użyteczności publicznej znajdującym się na terenie kampusu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Autorzy proponują wykorzystać znany i łatwy w obsłudze Excel do bieżącej koordynacji przeglądów technicznych w modelu. W przypadku Revit, który jest narzędziem wysoko specjalistycznym, możliwość wprowadzenia zmian w bardziej uniwersalnym i powszechnie znanym narzędziu stanowić będzie duże udogodnienie. Osoby z sektora technicznego mogą skupić się na analizie i interpretacji danych, nie będąc obarczone koniecznością edycji w narzędziu, które mogą znać w ograniczonym zakresie. Parametry ustawione w Revit mogą być łatwo eksportowane do Excela, gdzie pracownicy administracji mogą wprowadzić zmiany dotyczące nowych dat, planowanych przeglądów i serwisów. Dzięki temu, elementy modelu mogą być dynamicznie filtrowane i kolorowane w zależności od różnych kryteriów, takich jak zbliżające się daty przeglądu czy status gwarancji. Ta funkcjonalność nie tylko ułatwia identyfikację priorytetowych elementów wymagających uwagi, ale także znacząco usprawnia zarządzanie i monitorowanie stanu całego obiektu. Wykorzystanie modelu w połączeniu z arkuszem kalkulacyjnym do wymiany bieżącej informacji ułatwia kontrolowanie wielu wersji dokumentów, umożliwia porównywanie różnych wersji z różnych okresów i śledzenie ewentualnych zmian. Jest to szczególnie przydatne w kontekście regularnych przeglądów technicznych i działań konserwacyjnych. Parametry, takie jak daty gwarancji i stan techniczny, są zawarte w modelu, co pozwala na bardziej efektywne planowanie tych działań. Model BIM pozwala na zarządzanie kosztami, od kontroli faktur po planowanie wydatków i priorytetyzację różnych prac remontowych. Można w nim także łatwo dodawać informacje w postaci zdjęć, opisów i lokalizacji zaobserwowanych usterek za pomocą urządzeń mobilnych, takich jak telefony komórkowe.

6

BIM model for the operational phase based on available documentation

Radziejowska Aleksandra, Ciepłucha Wojciech, Majta Marcin

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

347--363

EN

For several years, there has been an intensification of using BIM (Building Information Modeling) technology in the design and construction phases of building projects. However, it is rare to come across data regarding the implementation and subsequent verification of the utilization of BIM’s capabilities in the longest phase of a building’s life cycle – the operational phase. Currently, various property management systems and methods are applied during the operational phase of volumetric construction. However, these are often systems dedicated to specific types of activities (e.g., invoicing, electronic documentation approval), often requiring a significant amount of manual work. Additionally, current practices do not integrate the systems in use, and manual processing results in the manager receiving scattered and unformatted data that is difficult to use in daily operations. The aim of this article is to present the potential benefits of implementing BIM technology during the operational phase of a facility. The article outlines the possibilities of using the information introduced into the BIM model during the operational phase of a building. It also presents a proposed approach for creating a BIM model for the operational phase. In a subsequent article, the authors will focus on presenting an example of its implementation.

PL

Eksploatacja jest najdłuższą fazą cyklu życia budynków. W związku z tym należy podejmować świadome działania związane z czynnościami, które pozwolą jak najdłużej użytkować obiekt w jak najlepszym stanie, przy jednoczesnej minimalizacji kosztów jego utrzymania. Eksploatacja obiektów [1] wymaga szeregu czynności, które pozwalają na systematyczne zbieranie danych dotyczących stanu technicznego i funkcjonalnego obiektu. Czynności te są najczęściej planowane i koordynowane przez osobę będącą właścicielem, bądź zarządcą nieruchomości. Zarządca m.in. dba o systematyczne uzupełnianie Książki Obiektu Budowlanego (KOB), jak również zapewnia wykonywanie bieżących napraw i remontów w obiekcie [2]. W artykule autorzy skupiają się na wykorzystaniu technologii BIM (Building Information Modeling - Modelowanie Informacji o Budynku) w fazie eksploatacji obiektów budowlanych. W ostatnich latach zauważalne jest znaczne zwiększenie popularności technologii BIM w fazach projektowania i budowy budynków, ale informacje dotyczące implementacji i weryfikacji jej wykorzystania w dłuższym okresie, tj. w fazie eksploatacji, pozostają stosunkowo rzadkie. W kontekście zarządzania budynkiem w fazie eksploatacji, autorzy podkreślają, że technologia BIM pozwala na centralizację i efektywne zarządzanie wszelkimi danymi związanymi z budynkiem. Model BIM może gromadzić informacje o różnych aspektach budynku, włącznie z planami, rysunkami, danymi technicznymi oraz dokumentacją fotograficzną. Model ten ułatwia kontrolę nad wieloma wersjami dokumentów, umożliwia porównywanie różnych wersji oraz monitorowanie wszelkich zmian. Jest to szczególnie przydatne w kontekście regularnych przeglądów technicznych i prac konserwacyjnych. W artykule podkreślane jest, że wykorzystanie technologii BIM może poprawić jakość zarządzania obiektami budowlanymi, przyczyniając się jednocześnie do oszczędności kosztów. Model BIM może być używany przez różnych interesariuszy obiektu w różnych fazach jego cyklu życia, począwszy od projektowania i budowy, aż po eksploatację i nawet rozbiórkę. Autorzy wskazują, że zbudowanie modelu BIM dla budynku istniejącego powinno uwzględniać także konieczność dostosowania go do konkretnych potrzeb zarządców obiektu w fazie eksploatacji. Zgodnie z tym podejściem, model BIM może być aktualizowany poprzez parametry, filtry lub zewnętrzne skrypty, a dostęp do danych może być dostosowany do różnych użytkowników, w zależności od ich potrzeb. Budowanie modelu obiektu będącego w trakcie eksploatacji i nie posiadającego cyfrowej dokumentacji BIM, może zostać opracowany w oparciu o istniejącą dokumentację techniczną powykonawczą, najczęściej sporządzoną w formie płaskich rysunków oraz przeprowadzoną inwentaryzację obiektu. W procesie ustalania wymagań interesariuszy należy wybrać dane o obiekcie – sporządzone w oparciu o istniejącą dokumentację projektową powykonawczą oraz przeprowadzoną inwentaryzację w celu aktualizacji danych geometrycznych i stanu technicznego poszczególnych komponentów. Następnie należy ustalić dotychczasowe procedury, jakie miały miejsce podczas zarządzania wskazaną nieruchomością z ustaleniem danych zawartych w dokumentach i/lub notatkach sporządzanych po ich przeprowadzeniu. Ostatnim etapem jest zebranie wymagań interesariuszy, które uważają za potrzebne w celu usprawnienia zarządzania nieruchomością, a które dotychczas nie były realizowane z różnych przyczyn. Zarządzanie obiektem budowlanym może być złożonym procesem, ale wykorzystanie modelu BIM znacząco to upraszcza i usprawnia. Zbudowany model, bogaty w różnorodne dane zapisane przez interesariuszy, staje się nieocenionym narzędziem w wielu aspektach zarządzania nieruchomością. Umożliwia on centralizację i efektywne zarządzanie wszelkimi informacjami o budynku, od planów i rysunków, po dane techniczne, dokumenty i fotografie. Kontrola wielu wersji dokumentów staje się prostsza, umożliwiając porównanie wersji z różnych okresów i monitoring ewentualnych zmian. Jest to szczególnie przydatne w kontekście okresowych przeglądów technicznych i konserwacyjnych.

7

Low-cost digital twin approach for industrial automation education in the context of industry 4.0

Bastos Hoton Henriques de Almeida, Pavani Gilberto João, Perin Matheus

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2025

|

Vol. 42, nr 1

113--120

EN

The teaching of automation and control technologies requires laboratories equipped with didactic benches, making the teaching-learning process costly and limited in terms of accessibility. Virtual benches offer an option for face-to-face teaching, democratizing access to education, including in remote locations such as rural areas. The SIMP virtual bench is a free software developed at the Industrial Technical College of Santa Maria (CTISM) in conjunction with the Federal University of Santa Maria (UFSM), being a low-cost and fast-learning option. Through experimentation, it was found that students have a much higher success rate correctly assembling pneumatic circuits when using the software compared to using only the physical bench (76% vs. 24%). The virtual bench, in conjunction with the physical bench through the Digital Twin approach enhances the accessibility and effectiveness of education in pneumatics. This article explores the possibility of applying SIMP as a Digital Twin of a pneumatic didactic bench by replicating its behavior, becoming an appropriate option for the Brazilian educational reality, with the objective of improving teaching and learning in the area of industrial automation in line with the principles of Industry 4.0.

PL

Nauczanie technologii automatyzacji i sterowania wymaga laboratoriów wyposażonych w stanowiska dydaktyczne, co sprawia, że proces nauczania-uczenia się jest kosztowny i ograniczony pod względem dostępności. Wirtualne stanowiska oferują opcję nauczania twarzą w twarz, demokratyzując dostęp do edukacji, w tym w odległych lokalizacjach, takich jak obszary wiejskie. Wirtualne stanowisko SIMP to bezpłatne oprogramowanie opracowane w Industrial Technical College of Santa Maria (CTISM) we współpracy z Federal University of Santa Maria (UFSM). Stwierdzono eksperymentalnie, że korzystając z oprogramowania, studenci wykazują znacznie wyższy wskaźnik sukcesu w prawidłowym montażu obwodów pneumatycznych, w porównaniu z korzystaniem tylko ze stanowiska fizycznego (76% w porównaniu do 24%). Stanowisko wirtualne, w połączeniu ze stanowiskiem fizycznym poprzez podejście cyfrowego bliźniaka, pozwala na zwiększenie dostępności i skuteczności edukacji w zakresie pneumatyki. W tym artykule przedstawiono wyniki badań możliwości zastosowania SIMP jako cyfrowego bliźniaka pneumatycznego stanowiska dydaktycznego poprzez replikację jego zachowania, stając się odpowiednim podejściem dla brazylijskiej rzeczywistości edukacyjnej, w celu poprawy nauczania i uczenia się w obszarze automatyki przemysłowej zgodnie z zasadami Przemysłu 4.0.

8

Model HBIM jako cyfrowy bliźniak na przykładzie Chaty z Gawrych w Skansenie Kurpiowskim w Nowogrodzie

Borkowski Andrzej Szymon, Olszewska Patrycja

Wiadomości Konserwatorskie

|

2024

|

Nr 77

137--148

PL

Budowa cyfrowych bliźniaków to postępujący trend w branży konserwatorskiej. Oprócz chmur punktów czy trójwymiarowych modeli fotogrametrycznych (solid, mesh) coraz częściej tworzone są modele BIM, które dzięki przechowywaniu informacji geometrycznej i bogactwu danych niegraficznych (materiały, koszty, właściwości) są w stanie generować więcej wartości niż nieparametryczne modele 3D. Popularne modele HBIM stają się semantyczną bazą wiedzy na temat obiektu kulturowego i nie tylko mogą posłużyć do dokumentacji jego stanu zachowania, lecz także wspomóc codzienną konserwację i zarządzanie obiektem (O&M). W przypadku obiektów zabytkowych czynnikiem hamującym stosowanie HBIM są zwykle wysokie koszty skanowania i generowania chmur punktów. Artykuł omawia studium przypadku Chaty z Gawrych w Skansenie Kurpiowskim w Nowogrodzie z wykorzystaniem niskobudżetowego skanu LIDAR wykonanego iPhone’em. Zaprezentowane sposoby modelowania i dokumentowania mogą zostać wykorzystane w szerokim spektrum działań konserwatorskich.

EN

Building digital twins is a progressive trend in the conservation sector. In addition to point clouds or 3D photogrammetric models (solid, mesh), BIM models are being created increasingly often, and are able to generate more value than non-parametric 3D models due to their storage of geometric information and wealth of non-graphic data (materials, costs, properties). Popular HBIM models are becoming a semantic knowledge base of a cultural site and can be used not only to document its state of preservation, but can also to support daily maintenance and site management (O&M). This paper presents a case study of the Gawrych Cottage located in the Kurpie Open Air Museum in Nowogród using a low-cost LiDAR scan taken with an iPhone. A digital twin of the cottage and its surroundings was built on the basis of archival plans, the LiDAR scan, field inspections and interviews with managers, in an attempt to reflect reality as closely as possible. The modeling and documentation methods presented in the paper can be used in a wide range of conservation activities.

9

Nowoczesne metody projektowania przenośników taśmowych, na drodze do cyfrowego bliźniaka

Przemysław Rumin, Janusz Kotowicz, Anna Zastawna-Rumin

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 6

88--92

PL

W artykule zostały zaprezentowane innowacyjne narzędzia służące do projektowania i tworzenia cyfrowego modelu przenośnia taśmowego. Działanie narzędzi opiera się o zaawansowane obliczenia analityczne oraz modelowanie w przestrzeni trójwymiarowej. Dzięki takiemu połączniu możliwe jest stworzenie modeli przenośników posiadających znaczną długość oraz skomplikowaną geometrię w tym zawierającą liczne wzniesienia oraz łuki. Ponieważ stworzony model oparty jest o geometrię trójwymiarową oraz jednocześnie zawiera wszystkie niezbędne parametry fizyczne przenośnika, stanowi on kamień milowy niezbędny do stworzenia cyfrowego bliźniaka przenośnika taśmowego.

EN

The article presents innovative tools for designing and creating a digital model of a conveyor belt. These tools rely on advanced analytical calculations and three-dimensional modeling. This combination makes it possible to create conveyor models With considerable length and complex geometry, including numerous elevations and curves. Since the created model is based on three-dimensional geometry and contains all the necessary physical parameters of the conveyor, it serves as a milestone essential for the development of a digital twin of the conveyor belt.

10

Idea bliźniaka cyfrowego dla elektrowni wodnych – projekt D-HYDROFLEX

Przemysław Szulc, Artur Machalski, Janusz Skrzypacz, Dominik Błoński, Aneta Nycz, Magdalena Nemś

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 6

45--51

PL

W obliczu rosnących wyzwań związanych z ochroną środowiska oraz potrzebą transformacji energetycznej, projekt D–HYDROFLEX, realizowany w ramach programu Horyzont Europa, wpisuje się w trend wprowadzania innowacyjnych cyfrowych rozwiązań dla hydroelektrowni. Celem projektu jest rozwój cyfrowych bliźniaków, wykorzystanie sztucznej inteligencji i systemów monitorowania, które mają wspomóc optymalizację eksploatacji oraz konserwacji istniejących obiektów hydrotechnicznych. Projekt koncentruje się na trzech kluczowych filarach: digitalizacji, elastyczności oraz zrównoważonym rozwoju. Partnerami w Polsce są m.in. Tauron Ekoenergia oraz Politechnika Wrocławska, które opracowują cyfrowego bliźniaka dla Elektrowni Wodnej Wały Śląskie. Przeprowadzone w ramach artykułu studia literaturowe wskazują na rosnące znaczenie technologii Digital Twin w sektorze energetycznym, zwłaszcza w kontekście zwiększenia efektywności operacyjnej, zarządzania aktywami oraz predykcji awarii. W tym kontekście projekt D–HYDROFLEX ma potencjał, aby przyczynić się do zrównoważonego wykorzystania energii wody, optymalizując procesy konwersji oraz minimalizując negatywny wpływ na środowisko.

EN

In the face of increasing environmental challenges and the need for energy transformation, the D— HYDROFLEX pm] ect, implemented under the Horizon Europe program, is part of the trend to introduce innovative digital solutions for hydropower plants. The project aims to develop digital twins, using artificial intelligence and monitoring systems to help optimize the operation and maintenance of existing hydro facilities. The project focuses on three key pillars: digitalization, ﬂexibility and sustainability. Partners in Poland include Tauron Ekoenergia and Wrocław University of Science and Technology, who are developing a digital twin for the Waly Śląskie Hydropower Plant. The literature studies carried out as part of the article indicate the growing importance of Digital Twin technology in the energy sector, especially in the context of increasing operational efﬁciency, asset management and failure prediction. In this context, the D—HYDROF LEX project has the potential to contribute to the sustainable use of water energy, optimizing conversion processes and minimizing negative environmental impacts.

11

Study on twin model of methanol-to-olefins intelligent process and its industrial application

Li Jun Jie, Tang Shan, Tao Xingwen

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 9

968--973

EN

The MeOH-to-olefins (MTO) reaction kinetic model was developed and greatly improved the model accuracy. An on-line twin MTO model was integrated with reactor-regenerator system and recommended as a basis for real-time optimal process control.

PL

Opracowano model kinetyczny procesu konwersji metanolu do olefin MTO (methanol-to-olefins), który znacznie poprawił dokładność modelu tego procesu. Bliźniaczy model MTO został on-line zintegrowany z systemem reaktor-regenerator i jest zalecony jako podstawa do optymalnego sterowania procesem w czasie rzeczywistym.

12

Zastosowanie metod uczenia maszynowego w sieciach teleinformatycznych

Walkowiak Krzysztof, Knapińska Aleksandra, Lechowicz Piotr

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2024

|

nr 4

18--24

PL

W ostatnich latach ważnym czynnikiem wpływającym na rozwój sieci teleinformatycznych są metody uczenia maszynowego. Wynika to głównie z dużej konkurencji na rynku usług sieciowych, co pociąga za sobą bezustanną potrzebę jednoczesnego usprawnienia działania sieci komputerowych oraz obniżania kosztów działania sieci komputerowych. W artykule zostaną omówione przykładowe zastosowania metod uczenia maszynowego w sieciach teleinformatycznych. Zostaną przedstawione najnowsze technologie sieci teleinformatycznych, w których stosowane są metody uczenia maszynowego, w tym: automatyzacja sieci oraz koncepcja cyfrowego bliźniaka. Zostaną również zaprezentowane najważniejsze wyzwania związane ze stosowaniem metod uczenia maszynowego w sieciach teleinformatycznych, takie jak: dostęp do danych, potrzeba ciągłej aktualizacji modeli w związku ze zmieniającymi się wzorcami w sieciach, wyjaśnialną sztuczną inteligencję (ang. Explainable Artificial Intelligence).

EN

In recent years, machine learning (ML) methods have been an important factor influencing the development of communications networks. This is mainly due to the high competition in the ICT sector, which entails a relentless need to simultaneously improve the operation of communication computer and reduce the OPEX and CAPEX cost of networks. The paper will discuss examples of applications of machine learning methods in communication networks. The latest networking technologies that use machine learning methods will be presented, including network automation and digital twin. The most important challenges of applying machine learning methods in communication networks will also be described, including: datasets, updating ML models to changing patterns in networks, Explainable Artificial Intelligence. Keywords: communication network, machine learning, optimization, network automation, digital twin. The most important challenges of applying machine learning methods in communication networks will also be describes, including: datasets, updating ML models to changing patterns in networks, Explainable Artificial Intelligence.

13

Cyfrowe bliźniaki – odpowiedź na współczesne wyzwania przemysłu

Katunin Andrzej

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 11

14--15

PL

Cyfrowe bliźniaki, wirtualne kopie rzeczywistych obiektów i systemów, które potrafią odwzorowywać, nie tylko ich postać, ale również funkcjonowanie, zmieniają przemysł nie do poznania. Dzięki cyfrowym bliźniakom można symulować warunki i sytuacje, których nie można byłoby odtworzyć w laboratorium lub których testowanie jest zbyt kosztowne lub niebezpieczne. To pozwala optymalizować czas projektowania i wytwarzania obiektów i systemów, zapewniając wyższy poziom bezpieczeństwa i niezawodności, a do tego oszczędzając resursy. Chociaż pojęcie cyfrowych bliźniaków wywodzi się z inżynierii i pierwszych implementacji w przemysłach kosmicznym i lotniczym, obecnie powszechność takich rozwiązań obejmuje wiele innych branż, takich jak budownictwo, urbanistykę, czy nawet farmację. W artykule omawiam niektóre implementacje i trendy w Przemyśle 4.0 z wykorzystaniem cyfrowych bliźniaków.

EN

Digital twins, virtual copies of real objects and systems that can reproduce not only their form but also their functioning, are changing the industry beyond recognition. Digital twins can simulate conditions and situations that could not be reproduced in the laboratory or whose testing is too expensive or dangerous. This allows to optimize the design and production time of objects and systems, ensuring a higher level of safety and reliability, and also saving resources. Although the concept of digital twins comes from engineering and the first implementations in the space and aviation industries, the commonness of such solutions now covers many other industries, such as construction, urban planning, and even pharmacy. In this article, I discuss some implementations and trends in Industry 4.0 using digital twins.

14

Estimation of the boost converter inductance current in dynamic conditions by means of NARX neural network

Nalepa Radosław, Najdek Karol

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 5

63--67

EN

The article presents a method for estimating the Boost converter inductance current using a NARX neural network. The model works basing on selected sampled and calculated time series, without the involvement of any algebraic equations describing the circuit. The proposed solution enables the estimation of the current in static and dynamic states across the entire load range of the converter, as well as under dynamically changing levels of the supply voltage- this under closed loop output voltage control. The proposed approach can serve as a foundation for further work on the digital twin of the converter. All considerations are based on experimentally verified simulation model.

PL

W artykule przedstawiono sposób estymowania prądu indukcyjności przetwornicy typu Boost za pomocą sieci neuronowej typu NARX. Model działa w oparciu o wybrane szeregi czasowe spróbkowane i obliczone numerycznie, bez udziału jakichkolwiek równań algebraicznych opisujących układ. Zaproponowane rozwi ązanie pozwala na wyznaczanie prądu zarówno w stanach statycznych jak i dynamicznych w pełnym zakresie obciążenia przetwornicy oraz przy zmieniających się dynamicznie poziomach napięcia zasilającego - to przy zamkniętej pętli regulacji napięcia wyjściowego. Zaproponowane rozwiązanie może służyć jako podstawa do dalszych prac nad bliźniakiem cyfrowym przedmiotowej przetwornicy. Wszystkie rozważania oparto na eksperymentalnie zweryfikowanym modelu symulacyjnym.

15

Agent based modelling in digital twins for household water consumption forecasting

Alamri Sultan, Usman Imran, Alvi Saad

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 1

158--164

EN

The continuous increase in urban population due to migration of mases from rural areas to big cities has set urban water supply under serious stress. Urban water resources face scarcity of available water quantity, which ultimately effects the water supply. It is high time to address this challenging problem by taking appropriate measures for the improvement of water utility services linked with better understanding of demand side management (DSM), which leads to an effective state of water supply governance. We propose a dynamic framework for preventive DSM that results in optimization of water resource management. This paper uses Agent Based Modeling (ABM) with Digital Twin (DT) to model water consumption behavior of a population and consequently forecast water demand. DT creates a digital clone of the system using physical model, sensors, and data analytics to integrate multi-physical quantities. By doing so, the proposed model replicates the physical settings to perform the remote monitoring and controlling jobs on the digital format, whilst offering support in decision making to the relevant authorities.

PL

Ciągły wzrost liczby ludności miejskiej spowodowany migracją mas z obszarów wiejskich do dużych miast poważnie obciążył miejskie zaopatrzenie w wodę. Miejskie zasoby wodne borykają się z niedoborem dostępnej ilości wody, co ostatecznie wpływa na zaopatrzenie w wodę. Najwyższy czas zająć się tym trudnym problemem poprzez podjęcie odpowiednich działań na rzecz poprawy usług wodociągowych połączonych z lepszym zrozumieniem zarządzania popytem (DSM), co prowadzi do efektywnego zarządzania zaopatrzeniem w wodę. Proponujemy dynamiczne ramy prewencyjnego DSM, które skutkują optymalizacją zarządzania zasobami wodnymi. W niniejszym artykule wykorzystano modelowanie oparte na agentach (ABM) z cyfrowym bliźniakiem (DT) do modelowania zachowania populacji w zakresie zużycia wody iw konsekwencji prognozowania zapotrzebowania na wodę. DT tworzy cyfrowy klon systemu za pomocą modelu fizycznego, czujników i analizy danych w celu zintegrowania wielofizycznych wielkości. W ten sposób proponowany model replikuje fizyczne ustawienia do wykonywania zadań zdalnego monitorowania i kontrolowania w formacie cyfrowym, oferując jednocześnie wsparcie w podejmowaniu decyzji odpowiednim organom.

16

Sterowanie kobotem za pomocą wirtualnej rzeczywistości dla potrzeb Przemysłu 4.0

Salach Mateusz, Stęchły Arkadiusz, Paszkiewicz Andrzej, Organiściak Patryk, Budzik Grzegorz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2024

|

R. 28, nr 3

123--130

PL

Przemysł 4.0 przechodzi ciągłą ewolucję. Systemy zarządzania i monitoringu zaimplementowane w infrastrukturze przemysłowej gromadzą i przetwarzają coraz więcej danych, następnie bazując na dedykowanych algorytmach podejmują decyzje, a w konsekwencji wysyłają komendy sterujące do urządzeń i procesów technologicznych. Równocześnie wzrasta zainteresowanie łączeniem urządzeń z innymi na pozór odmiennymi technologiami. Przykładem tworzenia takiej koegzystencji jest integracja rozwiązań przemysłowych z wirtualną rzeczywistością. Działania takie przyczyniają się do tworzenia cyfrowych bliźniaków urządzeń i procesów, co z kolei umożliwia zdalne, a w wielu przypadkach również automatyczne sterowanie fizycznymi obiektami oraz przebiegiem rzeczywistych procesów. W trakcie prowadzonych badań wykorzystano takie podejście do opracowania rozwiązania umożliwiającego sterowanie robotem z dowolnego miejsca i w dowolnym czasie. Niniejsza praca prezentuje prototyp rozwiązania zapewniającego zdalne sterowanie robotem współpracującym typu kobot.

EN

Industry 4.0 is undergoing continuous evolution. Management and monitoring systems implemented in the industrial infrastructure are able to collect and process more and more data, then, based on dedicated algorithms, make decisions, and consequently send specific control commands to devices and technological processes. At the same time, there is growing interest in combining devices with other seemingly disparate technologies. An example of creating such coexistence is the integration of sensory solutions with virtual reality. Such activities contribute to the creation of digital twins of devices and processes, which in turn enables remote and in many cases automatic control of physical objects and the course of real processes. In the course of this research, such an approach has been used to develop a solution that allows a robot to be controlled from anywhere and at any time. This work presents a prototype of a solution providing remote control of a cobot arm robot.

17

Modern digital technologies as support for classic measurement methods in corrosion diagnosis of reinforced concrete

Jaśniok Mariusz

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 9

246--250

EN

This article presents contemporary methods for diagnosing corrosion damage in reinforced concrete structures. The first section provides a brief overview of traditional measurement methods used to assess the corrosion risk of reinforced concrete, including tests of concrete’s protective properties against reinforcement, corrosion probability tests, and polarisation tests of the corrosion rate of reinforcement in concrete. The second part of the article describes modern digital technologies that support the diagnosis of corrosion damage, including visual inspection using mixed reality and artificial intelligence, and remote inspection using drones. Additionally, the article describes a BIM model of the diagnosed structure allowing for the creation of a digital twin. This model integrates all classical and digital diagnostic tools.

PL

W artykule przedstawiono współczesne możliwości prowadzenia zaawansowanej diagnostyki uszkodzeń korozyjnych konstrukcji żelbetowych. W pierwszej części skrótowo omówiono standardowe metody pomiarowe, od dawna stosowane w ocenie zagrożenia korozyjnego żelbetu: badania właściwości ochronnych betonu względem zbrojenia, badania prawdopodobieństwa korozji i polaryzacyjne badania szybkości korozji zbrojenia w betonie. W drugiej, zasadniczej części artykułu scharakteryzowano nowoczesne technologie cyfrowe wspierające diagnostykę uszkodzeń korozyjnych: inspekcję wizualną z użyciem technologii rzeczywistości mieszanej i sztucznej inteligencji, a także zdalną inspekcję z wykorzystaniem dronów. Jako technologię integrującą wszystkie standardowe i cyfrowe narzędzia diagnostyczne opisano model BIM diagnozowanej konstrukcji, umożliwiający stworzenie cyfrowego bliźniaka.

18

Use and potential of the digital twin of Structural Health Monitoring and Non-Destructive Testing for improving durability and preventing failures of existing structures

Jasińska Daria, Dutkiewicz Maciej, Ancelin Manon, Dias Elodie De Morais, Grasselli Arthur, Morise Nora, Laot Gabriel

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 6

12--16

EN

In this article, we consider the application of Structural Health Monitoring (SHM) and Non-Destructive Testing (NDT) in existing facilities. Based on the literature and our own experience, the issue of structural monitoring is discussed with regard to the direction of this application in the context of further implementing digital twins in the future. The general algorithm and procedures in such a process and considers the impact of continuous monitoring on durability of the object. Building information modelling, structural health monitoring (SHM), 'Non-Destructive Testing' (NDT) are discussed. The whole is based on structures that are extremely important to the industry, such as industrial chimneys. In this article, we discuss an approach to automating the condition inspection process of existing facilities in the context of information management and the use of this information. Reference was made to examples of condition analyses of two steel chimney structures.

PL

W artykule rozważane jest zastosowanie Structural Health Monitoring (SHM) oraz Non-Destructive Testing (NDT) w istniejących obiektach. Na podstawie literatury i własnego doświadczenia, zagadnienie monitorowania konstrukcji zostało omówione w odniesieniu do kierunku tego zastosowania w kontekście dalszego wdrażania cyfrowych bliźniaków w przyszłości. Przedstawiono ogólny algorytm i procedury w takim procesie oraz rozważono wpływ ciągłego monitoringu obiektu na jego trwałość. Omówiono modelowanie informacji o budynku, monitorowanie stanu konstrukcji (SHM), badania nieniszczące (NDT). Całość bazuje na konstrukcjach niezwykle ważnych dla przemysłu, takich jak kominy przemysłowe. W artykule omawiamy podejście do automatyzacji kontroli stanu technicznego istniejących obiektów w kontekście zarządzania informacją i wykorzystania tej informacji. Odniesiono się do przykładów analiz konstrukcji dwóch stalowych kominów.

19

The use of simulation techniques and management tools to optimize the logistics process

Banaś Wacław, Gołda Grzegorz, Gwiazda Aleksander, Jarzyńska Magdalena, Kampa Adrian, Kalinowski Krzysztof, Olender-Skóra Magdalena, Stawowiak Michał

LogForum

|

2024

|

Vol. 20, no. 3

401--414

EN

Background: The article discusses the problem of modeling and simulation of the production process, as well as accompanying intralogistics processes in the automotive industry, which are characterized by advanced production standards and high product quality. The analyzed processes concern a Flexible Manufacturing System (FMS) for manufacturing a family of gear wheels and a distribution center that operates in a cross-docking regime. The goal of the research is to create a methodology of modeling and simulation of production and intralogistics processes with the help of a digital twin, which aims to integrate the design of production and logistics systems, considering factors such as manipulation and transportation of each product. Therefore, the article emphasizes the optimization of intralogistics processes. Methods: The proposed methodology is based on the Value Stream Mapping (VSM) method, which is used for identifying critical components of the production system being analyzed. The first step involves creating a VSM of the current state of the production system, which can be utilized to model key research areas, such as current planning, scheduling, manufacturing, and intralogistics. Analyzing the map and related models leads to the development of a future state map, used to create improved models of the system. Subsequently, the models are integrated into a digital twin with the use of the Flexsim program. Results: The results of simulation experiments confirm that the introduction of a FMS with AGV transport allows improvement in the intralogistics system, reduces the production cycle of a planned order package from two days to one day, and improves the distribution process with the use of pallets and short transportation batches, which enables 64 shipments during one shift. The experiments also confirm the stability of the model for different numbers of AGVs and a random inflow of orders. Conclusions: The proposed methodology of creating a digital twin makes it possible to evaluate the effectiveness of the proposed improvements and to verify production plans. The advantage of the applied simulations and analyses is the significant reduction in the amount of time spent searching for optimal solutions and storage capacities.

20

A digital twin framework for cyber-physical waste stream control systems: towards reverse Logistics 4.0

Giel Robert, Dąbrowska Alicja

LogForum

|

2024

|

Vol. 20, no. 3

297--306

EN

Background: With socio-economic development, an increase in waste generation is observed. In view of its negative impact on the environment and human health, it is becoming increasingly important to follow the waste hierarchy and perform research on reverse logistics. It is crucial to maximize the efficiency of the separation of the waste mixture into fractions which can be returned to the material cycle in the economy. The separation process is carried out in systems such as waste sorting plants, which are characterized by complexity and variable input waste stream composition. Therefore, research in this field is usually based on simplifying assumptions and static input-output data and limited in scope. There is a lack of studies dedicated to the real-time control of these systems. Methods: We propose a Digital Twin framework for waste sorting systems to address the limitations of solutions available in the literature and to standardize the development of cyber-physical waste stream control systems. The proposed approach includes one of the key technologies of Industry 4.0, so it is in line with the Reverse Logistics 4.0 concept. Results: The main components of the Digital Twin considered were a sensor-based waste stream monitoring system, a physical model of the sorting system, a simulation model and its integration with the physical model. The deployment of a Digital Twin in line with the presented framework is demonstrated using the example of a selected plastic waste sorting plant. Conclusions: Based on the proposed approach, it is possible to include waste stream features (heterogeneity, composition uncertainty and high variability) in logistics decision-making in detail and in real time. The implementation of a Digital Twin can reduce the amount of waste sent to landfill and significantly increase the achieved recovery rates, thus increasing the amount of waste being reused and thereby contributing to the transformation to a circular economy.