Framework para Digital Twins : integração entre o BIM, IoT e plataformas em nuvem para projetos de estruturas de edifícios industriais

dc.creatorCristiane do Bom Conselho Sales Alvarenga
dc.date.accessioned2024-08-05T17:41:15Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:36:38Z
dc.date.available2024-08-05T17:41:15Z
dc.date.issued2024-06-06
dc.description.abstractThe 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.
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/72625
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectInternet das coisas
dc.subjectModelagem de informação da construção
dc.subjectEdifícios industriais
dc.subject.otherBuilding information modeling
dc.subject.otherInternet of things
dc.subject.otherPlataforma em nuvem
dc.subject.otherDigital twin
dc.titleFramework para Digital Twins : integração entre o BIM, IoT e plataformas em nuvem para projetos de estruturas de edifícios industriais
dc.title.alternativeFramework for Digital Twins: Integration between BIM, IoT and cloud plataforms for industrial building structure projects
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Maria Teresa Paulino Aguilar
local.contributor.advisor1Rodrigo Barreto Caldas
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1350181357119160
local.contributor.referee1Sérgio Scheer
local.contributor.referee1Marcilio Sousa da Rocha Freitas
local.contributor.referee1Jose Ricardo Queiroz Franco
local.contributor.referee1Marcelo Franco Porto
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3168868452701067
local.description.resumoA 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.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5309-2020
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas

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