Digitale tvillinger skal gøre byggepladser langt sikrere og mere effektive

Mindst 60.000 mennesker dør og millioner kommer til skade hvert år på byggepladser verden over som følge af ulykker. I EU er byggeplads-ulykker eksempelvis ansvarlige for mere end hvert femte arbejdsrelaterede dødsfald.

Menneskelige faktorer er hovedårsagen til ulykkerne, og de fire hyppigste årsager til dødsfald er fald fra højder, ramt af genstande, fanget i eller mellem objekter og elektrisk stød.

Et tværfagligt team ved Aarhus Universitet har del i to paneuropæiske forskningsprojekter, der sigter mod at gøre byggepladser mere sikre og effektive. Projekterne er finansieret af EU's rammeprogram for forskning og innovation, Horizon 2020, med i alt 89 mio. kr.

Begge projekter er tilknyttet Aarhus Universitets Center for Digitale Tvillinger, som er Danmarks eneste videnskabelige center for digitale tvillinger.

”I begge projekter foreslår vi en omfattende, holistisk tilgang til byggepladsledelse via en ’Digital Building Twin’-platform (DBT), der giver byggeledelsen fuld situationsbevidsthed ved at implementere lean principper for at reducere enhver form for driftsspild, forkorte tidsplaner, reducere CO2-aftryk og -omkostninger, og for at forbedre byggeriets kvalitet og sikkerhed,” siger lektor Jochen Teizer, ekspert i netop sikkerhed på byggepladser ved Institut for Byggeri og Bygningsdesign, Aarhus Universitet.

Jochen Teizer leder universitetets andel af begge nye projekter, der går under navnene BIM2TWIN og COGITO.

BIM2TWIN (Optimal Construction Management & Production Control) fokuserer på byggeplads-sikkerhed via en DBT-platform, der understøtter en plan-do-check-act konstruktionstilgang og et omfattende sæt værktøjer til byggepladsledelse. COGITO (Construction-Phase Digital Twin Model) har samme fokus, men på infrastruktur i stedet for bygningskonstruktioner.

Begge projekter havde opstart i slutningen af 2020 og sigter mod at demonstrere processer og teknologi, der identificerer, eliminerer og lærer af farer på byggepladser i den virkelige verden. Byggepladserne, der deltager i projektet, er for de danskes vedkommende placeret i hhv. Aarhus og København, mens andre ligger i Østrig, Frankrig, Grækenland, Italien og Spanien.

”Vi yder et vigtigt bidrag til den igangværende digitaliseringsindsats i byggebranchen. Byggepladser er rige på data, der næsten aldrig indsamles eller analyseres, og perspektiverne for digitale tvillinger i denne henseende er store. Digitale tvillinger er meget mere end spejle af den virkelige verden. Når data streamer fra fysiske objekter til deres virtuelle modstykker, giver det mulighed for at forstå objekternes korrekte tilstand. Den virtuelle verden hjælper os derefter med at skabe mere sikre og mere produktive virkelige arbejdsmiljøer,” siger Jochen Teizer.

OM DIGITALE TVILLINGER

En digital tvilling er en komplet digital approksimation af noget fysisk. Det kan være en organisme eller et system, en proces eller en robot. Eller en byggeplads. Den digitale tvilling er en så præcis model, at den agerer, reagerer, ældes og fejler i den virtuelle verden på nøjagtig samme måde som den fysiske tvilling i den fysiske verden.

Formålet med den digitale tvilling er via simulation, moderne sensorteknologi og kunstig intelligens at simulere dens fysiske modstykke i en sådan grad, at man opnår helt ny indsigt heri og kan identificere og forudsige, når der vil gå noget galt i den fysiske tvilling.

På byggepladsen skal trådløse sensorer og computervision og andre typer data arbejde sammen med neurale netværk for at danne et totalt overblik over pladsen og simulere dens arbejdsgange ekstremt præcist.

Dette vil gøre det muligt at opdage farer og mulige risici proaktivt, endda så tidligt som i starten af projektplanlægningen, og advare arbejderne på pladsen, inden ulykkerne opstår.

PROJEKT FAKTA

Aarhus Universitet bidrager til BIM2TWIN og COGITO med et tværfagligt forskningsteam fra Institut for Byggeri og Bygningsdesign (CAE) og Institut for Elektro- og Computerteknologi (ECE). Teamet, som består af lektorerne Jochen Teizer og Umberto Alibrandi (CAE), og adjunkter Carl L. Schultz og Lukas Esterle sammen med professor Peter Gorm Larsen (ECE) skal udvikle og teste en DBT for sikkerhed og sundhed på byggepladsen. Teamets kernebidrag er:

• tidlig risikoforebyggelse gennem smart arbejdspladsplanlægning ved hjælp af kunstig intelligens,
• proaktiv realtidsovervågning af risici på byggepladsen for at forudsige og undgå ulykker inden de opstår, og
• fremme beslutningsprocesser på alle projektniveauer og livscyklusfaser ved hjælp af personlig feedback og læring.

Begge projekter danner brede, tværfaglige konsortier med håndplukkede partnere (inkl. Scientific and Technical Centre for Construction in France (CSBT), Cambridge University, Technion - Israel Institute of Technology, Technical University of Munich, French National Research Institute for the Digital Sciences (Inria), Fira Group, Intsite, Technalia, Acciona, Ruhr University Bochum, Spada, Marche Polytechnic University, Unismart, Orange, Siemens, IDP), som sammen giver en optimal kombination af viden og erfaring inden for en række overvågningsteknologier, kunstig intelligens, computervision, informationsdatabaser, byggesledelse, automatisering af udstyr og arbejdssikkerhed.

Både BIM2TWIN og COGITO er tilknyttet Aarhus Universitets Center for Digitale Tvillinger.

Mere information om projekterne kan findes på disse hjemmesider:

BIM2TWIN: https://cordis.europa.eu/project/id/958398

COGITO: https://cordis.europa.eu/project/id/958310