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http://hdl.handle.net/1843/72625
Type: | Tese |
Title: | Framework para Digital Twins : integração entre o BIM, IoT e plataformas em nuvem para projetos de estruturas de edifícios industriais |
Other Titles: | Framework for Digital Twins: Integration between BIM, IoT and cloud plataforms for industrial building structure projects |
Authors: | Cristiane do Bom Conselho Sales Alvarenga |
First Advisor: | Rodrigo Barreto Caldas |
First Co-advisor: | Maria Teresa Paulino Aguilar |
First Referee: | Sérgio Scheer |
Second Referee: | Marcilio Sousa da Rocha Freitas |
Third Referee: | Jose Ricardo Queiroz Franco |
metadata.dc.contributor.referee4: | Marcelo Franco Porto |
Abstract: | A gestão do ciclo de vida das estruturas de edifícios industriais desempenha papel importante dentro das empresas e afeta diretamente a sociedade no que se refere às questões econômicas, ambientais e sociais. Existem ferramentas digitais que contribuem positivamente para essa gestão. O Building Information Modeling (BIM) tem o potencial de agregar diferentes tecnologias em plataformas de nuvem para o ambiente da construção. O avanço da Internet of Things (IoT) potencializou o uso do BIM e favoreceu o desenvolvimento de Digital Twins (DT) desde as fases iniciais de um projeto. Sob a ótica de um conceito holístico, a integração entre estas tecnologias pode possibilitar elevados níveis de eficiência nos projetos ao proporcionar que o desempenho futuro seja avaliado e otimizado antecipadamente. Contudo, a capacidade ofertada a partir da combinação dessas tecnologias, ainda não está sendo explorada em todo o seu potencial, visto que sua implantação é um processo lento e sujeito a uma série de barreiras culturais dentro das organizações. Soma-se a essa dificuldade o baixo grau de maturidade que envolve os processos de construção, especialmente em relação à capacidade digital, tornando-se um desfio incorporá-las no dia a dia das empresas. Assim, esta pesquisa buscou desenvolver um framework para Digital Twin fundamentada no Design Science Research (DSR) para auxiliar na resolução de problemas complexos do mundo real da construção industrial. Para seu desenvolvimento foram utilizadas a metodologia Front-End Loading (FEL) e estrutura do Modelo em V nas diversas fases do ciclo de vida. O Business Model Canvas (BMC) foi adotado para identificação do problema e auxiliou na criação da Proposta de Valor. Para sua implementação, foi integrada uma plataforma em nuvem, o BIM e a IoT. Os resultados do estudo mostram que o framework-DT proposto promoveu a virtualização do ambiente real. Porém, são necessárias ações e interações humanas provenientes da combinação de diferentes recursos tecnológicos para criação de uma proposta de valor que seja adequada para cada negócio. A implementação do framework-DT permite controlar, monitorar, antecipar, otimizar e analisar com maior precisão as estruturas em edifícios industriais. A incorporação das tecnologias digitais pode mudar a forma como as organizações operam e agregam valor ao seu patrimônio com transparência, interoperabilidade e reutilização dos dados em todo o ciclo de vida. |
Abstract: | The management of industrial building structures' life cycle plays a pivotal role within companies, directly impacting economic, environmental, and social aspects of society. Leveraging digital tools is crucial for effective management in this context. Building Information Modeling (BIM), which integrates various technologies on cloud platforms, has emerged as a powerful solution for the construction industry. Furthermore, the rise of the Internet of Things (IoT) has amplified BIM's potential and facilitated the development of Digital Twins (DT) from project inception. Taking a holistic view, the seamless integration of these technologies promises heightened project efficiency by enabling proactive assessment and optimization of future performance. However, despite their immense potential, the combined capabilities of BIM, IoT, and DT remain underutilized due to slow implementation processes and cultural barriers within organizations. Additionally, the construction industry's overall digital maturity poses challenges in incorporating these technologies into daily operations. To address these complexities, our research introduces a Digital Twin framework grounded in Design Science Research. This framework aims to tackle real-world complexities in industrial construction. For its development, the Front-End Loading (FEL) methodology and the V-Model structure were employed in various life cycle phases. The Business Model Canvas (BMC) was adopted for problem identification and assisted in creating the Value Proposition. For its implementation, a cloud platform was integrated with BIM and IoT. However, successful implementation requires human interactions and actions, tailoring the value proposition to each business context. By embracing digital technologies, organizations can revolutionize their operations, enhance asset value, and ensure transparency, interoperability, and data reuse throughout the entire life cycle. |
Subject: | Internet das coisas Modelagem de informação da construção Edifícios industriais |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/72625 |
Issue Date: | 6-Jun-2024 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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