Digital tvilling

Vad är definitionen av en digital tvilling inom bygg- och fastighetsbranschen?

Enkelt förklarat är en digital tvilling en digital rekonstruktion av något som existerar i verkligheten – oavsett om det är fysiska föremål, platser, system eller människor. Du har alltså ett fysiskt objekt, i vårt fall en byggnad, som du återskapar i en virtuell 3D-version, med hjälp av BIM (byggnadsinformationsmodellering).

Du kan läsa mer om BIM på

Men! Detta räcker fortfarande inte för att något ska kallas en digital tvilling. Även om det är en utbredd uppfattning.

Geometrisk tvilling kontra digital tvilling

Definitionen vi har använt hittills är inte en digital tvilling, utan en geometrisk tvilling. Det finns två nyckelfunktioner som utgör digital tvilling:

• Digitala tvillingar måste kopplas till sin fysiska motsvarighet.
• Kopplingen mellan den digitala tvillingen och den fysiska motparten ska göras genom realtidsdata som genereras via system eller tillgångar.

Det geniala med digitala tvillingar är förmågan att utbyta data mellan de två objekten, fastigheten och 3D-modellen. Utan denna förmåga att länka samman dessa och utbyta data finns det ingen digital tvilling.

Digitala modeller av fysiska saker är inte på något sätt nya. En digital tvilling använder data från den fysiska världen för analys och maskininlärning. Detta innebär att den digitala tvillingen ständigt lär sig av de verkliga objekten – tillgångar. Detta sätt att definiera digitala tvillingar stöds av UK BIM Alliance i England och Building Smart International.

En geometrisk tvilling liknar byggnaden, men det behövs mer för att skapa en digital tvilling. Det intressanta händer först när man via sensorer kan koppla upp sig till den fysiska byggnadens data så som till exempel värme, kyla, ljus, vatten eller luft. Du hämtar informationen till den digitala tvillingen. Det innebär att mjukvaran kan analysera datan och använda resultaten för att fatta välgrundade beslut om till exempel energianvändning och för att uppnå mål för verksamheten.

Digitala tvillingar ger dig kontroll över din fastighet.

Du får veta och lära dig mycket mer om din byggnad, eftersom informationen samlas på ett ställe. Du lär dig hur byggnaden används, var det går åt mest energi och på vad. Du får en överblick över hela din portfölj, och får information om var det finns behov av att uppgradera eller optimera byggnaden.

Digitala tvillingar förenklar driften pga ökad interaktion.

Det finns ett enormt antal olika operativsystem idag som gör olika saker. Stora aktörer kan ha dussintals system i bruk som inte kommunicerar med varandra. Den största fördelen med att använda digitala tvillingar är interaktion. Du bestämmer själv vem som ska ha tillgång till vad och du kan integrera system du redan använder.

Några exempel på både ökad kontroll och interaktion genom att använda en digital tvilling:

Kristoffer är hyresgäst i byggnaden och upptäcker att ett fönster har krossats, han har fått tillgång att anmäla avvikelser. Kristine i tjänst blir underrättad och genom att använda den digitala tvillingen kan hon komma in i systemet och ta reda på vilken typ av fönster som är krossat. All relevant dokumentation och data finns här. Hon använder informationen för att beställa ett nytt fönster. All data om det nya fönstret laddas sedan automatiskt in i den digitala tvillingen.

Du som fastighetsägare kan ha full kontroll över allt i alla dina fastigheter om du vill. Om återanvändning är viktigt kan du hitta relevant dokumentation och avgörande underlag för om materialen är tillräckligt bra för att kunna användas igen. Denna interaktion blir möjlig genom den digitala tvillingen. Du lär dig hur byggnaderna används genom information om antal per rum, per våning, genomsnittlig varaktighet i rummet och rörelse i byggnaden och du har full överblick över all dokumentation och data.

Genom den digitala tvillingen kan du även ställa krav på den information du behöver. Systemet meddelar dig när du har fått det du har begärt. Då slipper du att få tillsänd byggnadsinformation i form av tusentals pdf-filer som du inte hinner granska och kvalitetssäkra. Istället har du allt till hands på ett och samma ställe, en digital loggbok över dina byggnader.

Utöver dessa tydliga fördelar ger digitala tvillingar värde genom effektiv och smart drift och prediktivt underhåll, som att du kan bli varnad innan något går sönder. Detta ökar lönsamheten för dina fastigheter avsevärt. Dessutom bidrar digitala tvillingar till ökad hållbarhet i projekten. Hållbarhet kan också enkelt dokumenteras. Vi kommer att gå in mer i detalj på dessa fördelar i punkterna nedan.

10 år efter att BREEAM introducerades präglas bygg- och fastighetsbranschen fortfarande av dokumentation i form av PDF-filer som inte är maskinläsbara och system som inte pratar med varandra. Det behövs digitalisering och ett paraplysystem. Det är här den digitala tvillingen kommer in. Att ha en helhetslösning som samlar all information på ett ställe är en stor fördel om inte en nödvändighet. Genom att använda digitala tvillingar blir du mer datadriven och kan fatta välgrundade beslut. Detta är en förutsättning för att nå de stora målen kring digitalisering och hållbarhet, samtidigt som man sparar pengar.

Ju mer hållbart ditt fastighetsbestånd är, desto mer är det också värt för investerare. Detta hjälper dig att skapa hälsofrämjande byggnader och skapar en bättre arbetsplats för hyresgäster och anställda. Här finns stora möjligheter att få ett försprång i tävlingen för fastighetsägare som inte bara pratar om, utan tar till sig ny teknik och digitala tvillingar.

EU har som mål att minska utsläppen av växthusgaser i byggsektorn med 90 % till 2050, och Sverige har som mål att bli klimatneutralt. Teknikexperter förutspår att digitala tvillingar kommer att vara en viktig drivkraft i kampen för mer hållbara byggnader. Genom att använda digitala tvillingar och sensorer (IoT) kan du analysera en byggnads miljöavtryck och minska energiförbrukningen från olika komponenter och system.

Dessa optimeringsmöjligheter fångar inte bara betydande energibesparingar, utan gör det också möjligt för företag med stora koldioxidavtryck att drastiskt minska sina utsläpp och global påverkan.

En digital tvilling erbjuder ett oändligt utrymme av möjligheter jämfört med de traditionella drift- och ledningssystem som dominerar branschen idag.

• Du får all information om din fastighet samlad på ett ställe. Den digitala tvillingen hämtar data från sensorer och/eller SD-system.
• Du kan analysera all data på samma plats och få skräddarsydda rapporter.
• Med artificiell intelligens och maskininlärning kan du skapa automatiserade processer för drift och få självstyrande byggnader.
• Med data över tid kommer den digitala tvillingen att kunna varna innan något går sönder och nödvändiga åtgärder kan vidtas för spridning.
• Du kan ange maskinläsbar produkt- och systemdata.
• All annan dokumentation för FDVU såsom ritningar, monteringsanvisningar, bruksanvisningar, underhåll, brand, miljö och lagstadgade dokumentation kan också läggas in i tvillingen.
• Du har en fullständig historik och överblick över vem som har gjort vad och när och hur lång tid som läggs på varje uppgift.
• Du kan minska risken för mänskliga fel i byggprocessens många skeden.
• Du har ett användarvänligt och tydligt gränssnitt, så att det är lätt att bilda sig en helhetsbild av din fastighetsmassa.

Med hjälp av IoT och sensorer använder Nordic BIM Groups mjukvara Twinview en sofistikerad artificiell intelligens (AI) som kan identifiera trender kring reparationer och frekvens, samt ge en överblick över hur olika rum fungerar. Twinview övervakar byggnadsfunktioner digitalt, producerar tillförlitlig data och genererar insikter utformade för att förbättra driften och miljön. Genom att använda historisk data och realtidsdata får du möjlighet att förutse besparingar från år till år. Sensormätningar kan minska arbetskostnaderna med 50%.

Till exempel kan en digital tvilling i Twinview berätta när det finns 97 % chans att varmvattenberedaren går sönder under de kommande 6 månaderna. Detta för att du har en överblick över felmarginalerna från tillverkaren. Tillverkarens data indikerar att om du kör en varmvattenberedare vid 70 grader vid 90% kapacitet per dag, så är felmarginalen "X". Genom att kombinera tillverkarens felmarginaler med sensoriska data och det underhåll som utförts används maskininlärning för att förutsäga när pannan slutar fungera.

Ett annat exempel är vanliga produkter i en byggnad som fönster, dörrar, pumpar, brandsläckare etc. Produkter har ett installationsdatum, en förväntad livslängd och en garantitid. Med en digital tvilling behöver du inte kontrollera garantitiderna manuellt. Den digitala tvillingen skapar automatiskt underhållsuppgifter, så att en tillståndskontroll utförs innan garantitiden löper ut. Du har då möjlighet att annonsera till leverantören i tid.

Genom att adoptera en digital tvilling har du därför möjlighet att:

Fjärrövervakning

Användare kan fjärrövervaka och engagera sig i realtidsaktivitet över hela byggnaden och hela fastigheter.

Bättre resursanvändning och underhåll av tillgångar

Tidigare har förvaltare begränsats av bristande synlighet av tillgångar på grund av manuella metoder. Automatiserad schemaläggning och realtidsdata som genereras av IoT-enheter leder till högre resurs- och resursanvändningseffektivitet, såsom förbättrad energihantering och vattenförbrukning. Dessutom kan reaktivt underhåll omvandlas till prediktivt underhåll, vilket ökar livslängden på en tillgång.

Kostnadseffektiv drift

Genom att minska stilleståndstiden med schemalagt underhåll kan företag uppnå hög effektivitet, vilket resulterar i mer vinster.

Minskade utgifter, energianvändning och koldioxidproduktion

Driftskostnader, koldioxid, avfall och kostnader reduceras genom att bryta ned datasilos och tillämpa förändringar i resursanvändning baserat på realtidsdatainsikter.

Förbättrad säkerhet

Schemalagt underhåll är otroligt fördelaktigt när du följer säkerhets- och driftsföreskrifter. Miljöer som främjar säkra arbetssätt kan göra en verksamhet mer attraktiv. Sensorer kommer även att kunna varna för dåligt inomhusklimat så att man kan anpassa sig till behoven i byggnaden, onödig resursanvändning och till exempel om maskiner och utrustning blir för varma och kan gå sönder.

Med en digital tvilling kan du förbättra utnyttjandet av utrymmen. Den digitala tvillingen använder sofistikerad artificiell intelligens för att identifiera trender och mönster i byggnaders användning och energiförbrukning. Det ger operatören möjlighet att fatta välgrundade beslut om var de kan minska energiförbrukningen. Ju mer du förstår när och var behovet av energi behövs, desto lättare kan du anpassa dig för att minska driftskostnaderna.

Byggnader har alltid producerat enorma mängder data, men det har inte funnits något sätt att komma åt denna information förrän nu. Innan digitala tvillingar hade du inget riktigt sätt att analysera och kontrollera din energianvändning.

En digital tvilling hjälper dig att låsa upp åtkomst till din byggnads data genom att använda IoT och sensorer med dataströmmar tillgängliga på en enda instrumentpanel för enkel överblick. Genom att övervaka byggnadens system som belysning, värme och kyla hjälper den digitala tvillingen byggnaden att uppnå optimal prestanda som är viktig för hybridarbetslivet.

En digital tvilling förbättrar också utrymmesutnyttjandet genom att ge användarna verktyg för att förbättra sin arbetsdag. Till exempel kommer medarbetaren att kunna använda en app för att kontrollera tillgängligheten av rum och till och med reservera dem om de behöver. De kan också njuta av många andra fördelar som värmekontroll, luftkvalitetsrapportering och ljusstyrning för att optimera miljön. De dagar då hela rum inte används kan temperaturen sänkas för att ytterligare minska kostnaderna.

Det finns tre huvudkrav för att en verksamhet ska klassas som hållbar:

• Verksamheten ska bidra till att uppfylla ett av EU:s 6 definierade hållbarhetsmål. (Mål nummer 4 är att gå över till en cirkulär ekonomi.)
• Verksamheten får inte väsentligt skada något av de övriga hållbarhetsmålen.
• Verksamheten ska uppfylla minimikrav för sociala förhållanden och styrning, till exempel mänskliga rättigheter.

I praktiken innebär det bland annat för bygg- och fastighetsbranschen att om man ska bygga eller restaurera får man bättre förutsättningar för räntor och lån, om verksamheten är hållbar. Syftet är att stimulera investeringar i bygg- och fastighetsbranschen att ställa om mot energieffektiva byggnader. I den här bilden är den digitala tvillingen en viktig och effektiv pjäs. EU vill också få en standardisering av energiklasser på plats och införa krav på att 15 % av alla kommersiella byggnader med sämst energiklass ska rustas upp till 2027. Konsekvenserna kan bli stora för fastighetsinvesterare.

Om du köper en byggnad som hamnar i en dålig energiklass kan det innebära att du kan bli skyldig att restaurera den innan du kan hyra ut den. Ett sådant krav kommer därför att betyda mycket för både säljare och köpare på marknaden. EU har också ett förslag på remiss som kräver användning av digitala tvillingar i alla nya "gröna" byggnader över 5 000 kvadratmeter. När EU vill det kommer kravet så småningom även till Sverige. Globalt står byggbranschen för 50 % av all råvaruutvinning och för 35 % av allt avfall enligt EU:s handlingsplan för cirkulär ekonomi.

Vi har redan nämnt den första miljöcertifieringen för byggnader, BREEAM, som kom 2012. Myndigheterna i Sverige har inte haft en särskilt aktiv roll i vidareutvecklingen. Resultatet är Sweden Green Building Council (SGBC), en ideell organisation som de flesta bygg- och fastighetsägare förlitar sig på när det kommer till hållbarhet. SGBC administrerar BREEAM. Dessutom har det skett en miljöcertifiering för infrastruktur, CEEQUAL, där även digitala tvillingar kan spela en viktig roll. Naturvårdsverket är en svensk statlig förvaltningsmyndighet på miljöområdet och ska vara pådrivande och samlande i miljöarbetet. Verkets arbete ska syfta till att främja en hållbar utveckling med utgångspunkt i den ekologiska dimensionen. Naturvårdsverket har upprättat några åtgärder för minskad klimatpåverkan. I Sverige står byggbranschen för 20% av alla utsläpp av växthusgaser.

1. Riv mindre

Det mest miljövänliga är att inte bygga något nytt. Varje år jämnas många byggnader med marken, trots att många av dem håller bra kvalitet. Trots det hinner de ändå inte ens fylla 40 år innan de får dödsdomen. Detta är varken god ekonomi eller hållbart

2. Återanvänd mer material

Det handlar till exempel om att ta ett fönster från en byggnad och använda det i ett nytt. Återanvändning skiljer sig från återvinning, genom att man använder en produkt till samma sak om och om igen. EU:s gröna avtal innehåller också en handlingsplan för en cirkulär ekonomi. Den globala cirkulariteten mäts till 8,6%, medan siffran för Sverige är så låg som 3,4%. Circularity Gap Report Sweden från 2022 visar att 97,6% av det material vi konsumerar varje år INTE förs tillbaka in i kretsloppet. Det finns stor potential här.

3. Välj lösningar och byggprodukter som ger lägre utsläpp i ett livscykelperspektiv.

Det finns inga bra lösningar för att identifiera vilka lösningar och byggmaterial som finns på marknaden idag. Den typ av information du behöver för att göra bedömningen är "dold" i pdf-filer som inte är maskinläsbara. Genom att digitalisera dessa blir det möjligt att slå upp och jämföra data från en digital tvilling. Det har kommit en ny ISO-standard, ISO 22057, EPD för BIM, det vill säga en maskinläsbar miljöproduktdeklaration. EPD:er är mycket eftertraktade inom bygg- och fastighetsbranschen. Byggare efterfrågar ofta EPD:er som kan svara på om produkter är miljövänliga eller inte under hela deras livscykel.

4. Ha 100% fossilfria och utsläppsfria bygg- och byggarbetsplatser

5. Gör befintliga byggnader mer energieffektiva

Det är, som tidigare beskrivits, en av de viktigaste värdena och fördelarna med att använda en digital tvilling. Du sätter upp sensorer som ger information om aktuellt tillstånd, och visar var det finns störst förbättringsmöjligheter. Det som inte går att mäta kan inte förbättras.

6. När ska man börja med digitala tvillingar?

Så snart som möjligt. Ju längre du väntar, desto dyrare blir det att uppgradera dina byggnader. Det råder redan brist på viktiga mineraler. Världsbanken räknar med att efterfrågan på mineraler som är viktiga för det gröna skiftet som aluminium, kobolt, litium, magnesium och nickel kommer att öka med 450%. Europas lista över kritiska material har ökat från 14 år 2017 till 30 år 2020, enligt EU:s rapport om cirkulär ekonomi (2022)

Förmodligen har du ingen BIM för dina befintliga byggnader. Du kan tänka dig att det kommer att bli krävande att skapa fullfjädrade 3D-modeller av hela din fastighetsmassa? Lyckligtvis behöver du inte det. Du kommer väldigt långt bara genom att skapa en SlimBIM. SlimBIM är en enklare version av en BIM-modell med endast de viktigaste byggnadsdelarna. Med viktiga byggnadsdelar menas tak, väggar, dörrar, fönster och rumsdefinitioner. Så vad krävs för att komma igång med digitala tvillingar?

Läs mer om BIM på vår temasida

Du kanske tycker att du är välbekant med BIM och har använt det i många år. Vad är nytt? Att använda BIM-modeller för att bygga rätt har blivit ganska vanligt de senaste tio till tolv åren. Detta har minskat andelen byggfel och kostnaderna förknippade med dessa. Vad relativt få har insett är de möjligheter som ligger i att använda BIM inte bara i projekterings- och byggskedet utan även i drift och förvaltning.

För att etablera en digital tvilling måste du koppla ihop det fysiska med det digitala. Det sker främst med sensorer men man kan även integrera befintliga styrsystem (Building Management System). Man kan fritt välja om man vill ha datautbyte via sensorer, BMS eller en kombination. Det gör att data/information kan flöda fram och tillbaka och ger dig kontroll i realtid över byggnaden.

Den digitala tvillingen identifierar en förbättringspotential, man "trycker på en knapp" och förbättringen genomförs. Eftersom tillräckligt med data samlas in över tiden kommer byggnaden att kunna optimera sig själv. Du står kvar med en självstyrande, autonom byggnad med de fördelar som följer med det. Genom att göra detta har du tagit ett viktigt steg mot att göra de byggnader du äger klimatneutrala.

Länkar/källor:  

Building Smart International 

https://buildingsmart-1xbd3ajdayi.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2020/06/Enabling-Digital-Twins-Positioning-Paper-Final.pdf 

UK BIM Alliance 

https://www.ukbimalliance.org/wp-content/uploads/2021/06/UKBIMA_BIM_DigitalTwins.pdf 

Circularity gap report

https://www.circularity-gap.world/sweden

Naturvårdsverket

https://www.naturvardsverket.se/amnesomraden/klimatomstallningen/omraden/klimatet-och-bygg--och-fastighetssektorn/

European Green Deal 

https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_sv

Boverket.se

https://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2020/utveckling-av-regler-om-klimatdeklaration-av-byggnader.pdf

Världsbanken 

https://pubdocs.worldbank.org/en/961711588875536384/Minerals-for-Climate-Action-The-Mineral-Intensity-of-the-Clean-Energy-Transition.pdf