Kysyttäessä asiantuntijan määrittelyä termille digitaalinen kaksonen, saadaan eri asiantuntijoilta vastaukseksi monen kirjavaa määrittelyä. Termi on monia aloja läpileikkaava ja määrittelyä ohjaavat usein monet erilaiset tarpeet sekä tavoitteet. Tässä artikkelissa avataan erilaisten digitaalisten kaksosten rakenteita sekä hyötyjä rakennetun ympäristön digitalisaation näkökulmasta eri kentät huomioiden.

Kirjoittaja: Mauri Huttunen

Digitaalinen kopio

Digitaalinen kaksonen voidaan yleisellä tasolla käsittää digitaalisena kopiona jostain todellisuudessa olemassa olevasta asiasta, rakennetusta ympäristöstä puhuttaessa esimerkiksi rakennuksesta, sillasta tai vaikkapa kokonaisesta kaupungista. Digitaalisen kaksosen tarkemmaksi määrittelyksi muutama kansainvälinen standardi on tänä vuonna 2021 nähnyt päivänvalon. Myös Suomen Standardisoimisliitto SFS ry on selvittänyt digitaalisen kaksosen standardisoimistarvetta (SFS ry 2019). Digitaalinen kaksonen on ollut viime vuosien ajan erittäin suosittu puheenaihe asiantuntijoiden keskuudessa ja keskustelua ovatkin värittäneet erilaiset variaatiot mallinnuksista.

Digitaalinen kaksonen voidaan käsittää myös eräänlaisena sateenvarjona tarkemmille määrittelyille. Kiinteistö- ja rakennusalan asiantuntijakonserni Granlundin toteuttamassa tutkimuksessa Building Digital Twins tutkijat Dooley ja Camposano (2020) jaottelevat rakennusten digitaalisia kaksosia erilaisten käyttötapausten mukaan.

Digitaalisen kaksosen variaatioita

Ensimmäinen esiin nostettu ja teknisesti vaativin ratkaisu on as-built (rakennusta vastaava) digitaalinen kaksonen. Tämä digitaalinen kaksonen on rakennuksen kolmiulotteinen toteumatietomalli, joka sisältää kaikki suunnittelu- ja rakennusvaiheessa luodut ajantasaiset tietomallit ja tietosisällöt eri tietojärjestelmiin saakka. Kolmiulotteisten mallien ja staattisen datan lisäksi malliin liitetään dynaamista seurantadataa. Tätä digitaalista kaksosta voidaan hyödyntää yksinkertaisimmillaan esimerkiksi kyseisen rakennuksen ylläpidon ja käytönaikaisen seurannan tehtävissä sekä korjaus- ja huoltotoimenpiteiden suunnittelussa ja toteutuksessa. Tällaista kokonaisvaltaista digitaalista kopiota voidaan hyödyntää myös markkinointitarkoituksissa.  (Dooley & Camposano 2020, 12, 20)

Toinen variaatio digitaalisesta kaksosesta tämän jaottelun mukaan on talotekninen digitaalinen kaksonen. Tämä malli sisältää rakennuksen riisutun toteumamallin oleellisilta osin, esimerkiksi osia arkkitehtimalleista sekä LVIA-mallit ja -järjestelmät. Näiden lisäksi malliin sisällytetään muuttumatonta tietoa ja reaaliaikaista seurantatietoa. Tällaista mallia voidaan hyödyntää työkaluna kiinteistönhuollossa ja ylläpidossa. Mallista voidaan tarkastella taloteknisten laitteiden toimintaa ja seurantatietoja tai simuloida haluttuja tilanteita. (Dooley & Camposano 2020, 12, 21)

Kolmas tutkimuksessa alleviivattu digitaalisen kaksosen malli on interaktiivinen pohjapiirustus. Vaikka rakennuksesta ei olisikaan kolmiulotteista rakennustietomallia olemassa, voidaan pelkkiä rakennuksen piirustuksia hyödyntää digitaalisen kaksosen perustana. Rakennuksen pohjapiirustuksesta voidaan luoda interaktiivinen mallinnus sisällyttämällä tähän taloteknisen digitaalisen kaksosen tapaan erilaista seurantatietoa rakennuksen käytönaikaista ylläpitoa ja huoltoa varten. (Dooley & Camposano 2020, 13, 22)

Myös tiedolla johtamisen työkalu käsitetään rakennuksen digitaalisena kaksosena, kun siihen liitetään esimerkiksi ajantasaisia pohjapiirustuksia tai karttoja. Tällöin tarvittavia analyysejä voidaan tehdä tiettyihin tiloihin tai paikkoihin perustuen. Tällainen digitaalinen kaksonen tukee muun muassa erilaisia talouden analyysejä ja vuokrahallintaa. (Dooley & Camposano 2020, 13, 24)

Rakennusten lisäksi digitaalisia kaksosia hyödynnetään ja kehitetään muun muassa kuntien paikkatietoyksiköissä ja kaupunkisuunnittelussa näille aloille ominaisten käyttötapausten pohjalta. Esimerkiksi Helsingin kaupungin palkittu Kalasataman digitaalinen kaksonen on luotu kolmesta eri kerroksesta; visuaalisesta kolmioverkosta, tietorikkaasta kaupunkitietomallista ja vuorovaikutuksen mahdollistavasta kerroksesta laadullisen ja paikkaan kytketyn tiedon keräämiseksi. (Forum Virium Helsinki 2018)

Digitaaliset ratkaisut rakennetun ympäristön resurssituottavuudessa – RYHTI

LAB-ammattikorkeakoulun syksyllä 2021 käynnistynyt Euroopan aluekehitysrahaston rahoittama hanke Digitaaliset ratkaisut rakennetun ympäristön resurssituottavuudessa – RYHTI kehittää digitaalisia ratkaisuja rakennusten ja rakentamisen resurssituottavuuden tueksi. Hanke vastaa tietomallipohjaiseen ajattelutapaan ja digitaaliseen tiedonhallintaan jatkuvasti yhä vahvemmin siirtyvän rakennusalan tarpeeseen saavuttaa digitalisaatiolla tuottavuutta koko rakennuksen elinkaarena ajalle. Hankkeen ytimessä on käyttäjäverkoston kehittäminen Etelä-Karjalan alueella. Verkoston avulla hankkeessa muun muassa tutkitaan tekoälyn ja IoT-laitteiden hyödyntämistä digitaalisissa kaksosissa pilottikohteiden avulla. Piloteissa suunnitellaan uusia digitaalisen kaksosen käyttötapauksia rakentamisessa ja ylläpidossa. Uusilla käyttötapauksilla tuotetaan samalla tietoa uuden tuote- ja palvelukehityksen tueksi. (Työ- ja elinkeinoministeriö 2021)

Arvokas tieto

Kaikkia tässä artikkelissa kuvattuja niin sanottuja digitaalisten kaksosten malleja yhdistää yksi yhteinen tärkeä nimittäjä; tietosisältö. Siksi voidaankin ajatella, että mitä enemmän relevanttia ja reaaliaikaista tietoa virtuaalinen kopio sisältää sitä varmemmin tätä voidaan pitää digitaalisena kaksosena. Digitaalisen kaksosen luominen rakennetun ympäristön aloilla on hyvin usein tarkoituksenmukaista ja tavoittelemisen arvoista, sillä hyödyt erilaisille mallinnuksille ovat ilmeiset. Digitaalisen kaksosen luomistyön keskiöön on kuitenkin syytä nostaa käyttötarve- ja käyttöarvopohjainen ajattelutapa. Digitaalisen kaksosen loppukäyttäjä tulee käyttötapauksien kautta kuitenkin lopulta määrittelemään mallin todellisen arvon.

Lähteet

Dooley, K & Camposano, J. 2020. Building Digital Twins. [Viitattu 8.12.2021]. Saatavissa: https://issuu.com/granlundoy/docs/building_digital_twins?fr=sZWU1YjI1ODIyNg

Forum Virium Helsinki. 2018. Kalasataman digitaalinen kaksonen. [Viitattu 8.12.2021]. Saatavissa: https://fiksukalasatama.fi/kalasataman-digitaalinen-kaksonen/

SFS ry. 2019. Digitaalisen kaksosen standardisointitarpeet selvitykseen. [Viitattu 10.12.2021]. Saatavissa: https://sfs.fi/digitaalisen-kaksosen-standardisointitarpeet-selvitykseen/

Työ- ja elinkeinoministeriö. 2021. Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus. [Viitattu 8.12.2021]. Saatavissa: https://www.eura2014.fi/rrtiepa/projekti.php?projektikoodi=A77815

Kirjoittaja

Mauri Huttunen työskentelee LAB-ammattikorkeakoulussa projektipäällikkönä ja toimii asiantuntijana Euroopan aluekehitysrahaston rahoittamassa Digitaaliset ratkaisut rakennetun ympäristön resurssituottavuudessa – RYHTI -hankkeessa.

Artikkelikuva: https://pxhere.com/en/photo/1168447 (CC0)

Julkaistu 15.12.2021

Viittausohje

Huttunen, M. 2021. Tavoitteena digitaalinen kaksonen. LAB Open. [Viitattu ja pvm]. Saatavissa: https://www.labopen.fi/lab-pro/kayttokelpoinen-digitaalinen-kaksonen/