Digital twin value in intelligent building development

Abstract

This article discusses the use of the Digital Twin in automation and its impact on the resulting solution. The research aims to illuminate the Digital Twin concept explanation and systematise the knowledge base and fulfill information gaps. Research results. The paper overviews the history of the concept and determines the main phases of Digital Twin development. The significant attention was paid to the classification issue to show the huge variation depending on Digital Twin‘s purpose, lifecycle phase, the scale of the physical twins and data amount in order to explain the twin‘s relation and the hierarchy of complex system. The defined capabilities and values of the concept identify the possible use cases and explain the potential benefits of Digital Twin implementation. Also, this paper takes a look at the use of Digital Twin in the area of building automation. This concept potentially may act as the integration platform for building management systems (BMS) and building information modelling (BIM) technologies with IoT solutions. The discussion of Digital Twin implementation for the building automation complex is presented. We conclude that the Digital Twin can integrate human factor to the control system by using the indexes of climate satisfaction, the feedback functionality and human-machine interfaces. As a result, the improvement of system efficiency depends on the coordination and orchestration of equipment operating mode. Conclusion. The Digital Twin has a high potential for energy efficiency improvements, as it considers many factors, integrates a huge amount of data and continuously improves themselves with real-world data.

В роботі розглядається можливості Цифрових двійників і їх потенціал для систем автоматизації. Дослідження спрямоване на розгляд та систематизацію знань в сфері двійників як через призму історії виникнення та розвитку так і сучасного погляду на концепцію. Результати дослідження. Значну увагу було приділено питанню класифікації Цифрових двійників, що відображає значну варіацію функціональності в залежності від їх призначення, фази життєвого циклу, масштабу фізичних близнюків, та включає наявність зв’язків з іншими Цифровими двійниками, їх ієрархія з метою побудови двійників для складних систем. Чітко сформульовані можливості та цінності даної концепції допомагають визначити можливі варіанти практичного застосування технології та демонструють потенційні вигоди від впровадження Цифрових двійників. Водночас, у цій роботі розглядається використання Цифрових двійників у сфері автоматизації будівель, які потенційно можуть стати платформою для інтеграції систем управління будівлями та технологій інформаційного моделювання будівель з рішеннями в області технології Інтернету речей. Висвітлено питання впровадження Цифрового двійника для комплексу автоматизації інженерних систем будівель та можливість інтегрувати людський фактор в систему управління за допомогою індексів задоволеності кліматом та зворотного зв'язку з користувачами через людино-машинних інтерфейси. Висновок Цифровий двійник має високий потенціал для підвищення енергоефективності, оскільки враховує багато факторів, інтегрує величезну кількість даних і постійно вдосконалюється за допомогою реальних даних.