21 ก.พ. รวม 6 Case Studies ด้าน Digital Twins

Digital Twins คือการสร้างแบบจำลองวัตถุทางกายภาพให้อยู่ในรูปแบบดิจิทัลอันประกอบด้วย วัตถุทางกายภาพ กระบวนการ ความสัมพันธ์ และพฤติกรรมโดยเทคโนโลยี GIS สามารถสร้าง Digital Twins ได้ตั้งแต่สิ่งก่อสร้าง สังคมไปจนกระทั่งธรรมชาติ และสามารถนำมาใช้ร่วมกับแบบจำลองดิจิทัลอื่น ๆ ได้

ซึ่งปัจจุบัน Digital Twins ได้ถูกนำมาใช้ในองค์กรต่างๆ ตามตัวอย่างต่อไปนี้

1. โครงข่ายสาธารณูปโภคของฟลอริดาสร้าง Digital Twins สินทรัพย์ระบบไฟฟ้าด้วย Field Operations ที่แม่นยำสูง

หน่วยงาน The Utilities Commission of New Smyrna Beach (UCNSB) ให้บริการด้านไฟฟ้าประปา น้ำเสีย และการบำบัดน้ำเสียแก่ลูกค้าทั้งภาคประชาชนและภาคเอกชนมานาน กว่า 50 ปี

ในปี ค.ศ. 1970 UCNSB ติดตั้งระบบการส่งและจ่ายกำลังไฟ และบันทึกสิ่งก่อสร้างในโครงข่ายสาธารณูปโภคไว้ในซอฟต์แวร์ CAD ต่อมาในปี ค.ศ. 2014 จึงได้เปลี่ยนจากการวาดลงบน CAD ไปสู่การใช้เทคโนโลยี GIS รวมทั้งทีมงานภาคสนามก็เริ่มทำงานโดยใช้แผนที่ GIS ในมือถือตั้งแต่ นั้นมาทั้งนี้ UCNSB ได้รับรีซีฟเวอร์ Arrow Gold จำนวน 2 ชุดจากบริษัท Eos Positioning Systems เพื่อให้ทีมภาคสนามใช้ทำงานร่วมกับ ArcGIS Collector ในการรวบรวมข้อมูลและสร้าง Digital Twins ของสินทรัพย์ในภาคสนาม โดยข้อมูลจะถูกอัพเดทตั้งแต่ที่ภาคสนามและซิงค์เข้ากับ ArcGIS Online ส่วน Data editor จะทำการควบคุมคุณภาพจากในสำนักงาน จากนั้นข้อมูลใหม่ จะถูกผสานเข้ากับชุดข้อมูล GIS พร้อมให้ทุกคนเข้าใช้งานได้ โดยขั้นตอนทั้งหมดนี้ใช้เวลาเพียงไม่ถึงวันเท่านั้น

ภายหลัง UCNSB ได้ขยายการใช้งานระบบใหม่ครอบคลุมการตรวจสอบและแก้ไขชุดข้อมูลสินทรัพย์ของโครงข่ายสาธารณูปโภคทั้งหมด ส่งผลให้ Digital Twins มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้นเพราะสามารถรับรู้ตำแหน่งของสินทรัพย์ในระบบการส่งและจ่ายกำลังไฟได้ทั้งหมด

2. สร้าง Digital Twins ของประเทศเกรเนดาด้วย Imagery Data

เกรเนดาเป็นประเทศบนเกาะที่เห็นความจำเป็นในเรื่องเทคโนโลยีด้านข้อมูลเพื่อการจัดผังเมืองการพัฒนาเศรษฐกิจ การจัดการ การจัดการภาวะฉุกเฉิน และการเตรียมตัวสำหรับภัยธรรมชาติที่มีผลต่อการตัดสินใจในอนาคต ซึ่งรัฐบาลเกรเนดาได้สร้างโลกเสมือนสามมิติแบบ Digital Twinsขนาดใหญ่ระดับประเทศด้วยการใช้ Topographic lidar และภาพที่มีความละเอียดระดับ20 เซนติเมตร ซึ่งภายในแบบจำลองมีการลงรายละเอียดอย่างแม่นยำของถนน ตึก สายไฟฟ้าลำน้ำ พันธุ์ไม้ และอื่น ๆ

เกรเนดาเคยนำ Digital Twins ไปสร้างแผนที่ต่าง ๆ หนึ่งในนั้นคือแผนที่ที่มีความอ่อนไหวเพื่อทดสอบผลกระทบต่อโครงสร้างพื้นฐานหากเกิดแผ่นดินถล่ม ด้วยการใช้ ArcGIS Image for ArcGIS Online สร้างข้อมูล GIS ซึ่งได้มาจากรูปภาพที่รัฐบาลและอังกฤษมอบให้

แบบจำลองเสมือนสามมิติ หรือ Digital Twins เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพเหมาะสำหรับรับมือกับภัยธรรมชาติ ซึ่งเกรเนดาได้สร้างแบบจำลองการเกิดน้ำท่วมและพายุเอาไว้ในหลากหลายสถานการณ์เพื่อพิจารณาถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับอาคารและโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ

3. เขตกวินเน็ทใช้ Digital Twins จำลองโครงสร้างสถานีสูบน้ำ

บริษัท KCI Technologies ใช้ซอฟต์แวร์ Autodesk Revit ในการสร้าง 3D BIM ซึ่งระบุตำแหน่งอย่างแม่นยำระดับ 1 นิ้วแล้วผูกเข้ากับการรังวัดค่าพิกัดซึ่งเป็นวิธีการสำรวจแบบเก่าของโลกจริง จากนั้นแบบจำลองได้ถูกแปลงเป็นฟอร์แมต Esri® ArcGIS 3D multipatch feature class ภายในเทคโนโลยี GIS สินทรัพย์และเซนเซอร์มีความสัมพันธ์กับระบบการทำงานจึงทำให้การสำรวจโครงสร้างแนวดิ่งแบบสามมิติทำได้ง่ายซึ่งไม่ค่อยเห็นในระบบการจัดการสินทรัพย์ส่วนใหญ่ การเปลี่ยนจากแบบจำลองหนึ่งไปสู่การใช้งานจริงใน Digital Twins จำเป็นต้องมีข้อมูลแบบเรียลไทม์หลายชั้น และจำเป็นต้องเก็บข้อมูลไว้ใน Cloud เพื่อการวิเคราะห์รวมทั้งการวิเคราะห์อดีต

ในการสร้างแบบจำลองเสมือนของไซต์งานจำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลจากหลากหลายแหล่ง ประกอบด้วย Lidar scan ตำแหน่งโครงข่ายสาธารณูปโภคใต้ผิวดิน ภาพถ่ายความละเอียดสูงจากโดรน และการสำรวจภาคพื้นดินแบบดั้งเดิม ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ทั้ง Point cloud, 3D surface mesh และ Survey data นั้นทำให้เห็นสิ่งก่อสร้างตามจริง ณ ปัจจุบัน รวมไปถึงโครงสร้างพื้นฐานต่าง ๆ ที่ไม่ได้รับความสนใจและอาจจะไม่ได้อยู่ในแปลนเดิมด้วยซ้ำ

“แบบจำลองที่ถูกสร้างโดยบริษัท KCI Technologies พิสูจน์ให้เห็นว่าข้อมูลประเภทนี้ไม่ใช่แค่วิศวกรรมออกแบบอีกต่อไป แบบจำลองที่มีทั้งความละเอียดและซับซ้อนนี้สามารถนำไปใช้ในภาคสนามและจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งกับพนักงานที่อยู่หน้างานตรงนั้น”

– นายชาลี โรเบิร์ตส์ (รองผู้อำนวยการกรมทรัพยากรน้ำ เขตกวินเนท)

4. Digital Twins ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับสนามบินสคิปโฮล อัมสเตอร์ดัม

สนามบินสคิปโฮล อัมสเตอร์ดัม เป็นสนามบินนานาชาติหลักของประเทศเนเธอร์แลนด์ที่มีความหนาแน่นอันดับที่ 11 ของโลก ทั้งยังเป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่อที่ใหญ่เป็นอันดับ 2 ของโลก ซึ่งรองรับการเดินทางของผู้โดยสารและสินค้าเข้าออกประเทศเนเธอร์แลนด์และส่วนอื่น ๆ ของยุโรป โดยสนามบินสคิปโฮลได้สร้าง Digital Twins ที่รู้จักกันในชื่อ Common Data Environment (CDE) ที่นำข้อมูลมาจากหลากหลายแหล่งที่มา ทั้งจาก BIM data, GIS data และข้อมูลที่รวบรวมแบบเรียลไทม์ของโครงการเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงหรือเกิดเหตุการณ์ใด ๆ รวมทั้งข้อมูลที่ได้จากบันทึกทางการเงิน เอกสารต่าง ๆ และพอร์ตโฟลิโอของโครงการ

CDE ได้ทำการเก็บและประมวลข้อมูลที่ได้มาจาก Remote sensor ภายในสนามบินเพื่อคาดการณ์การซ่อมบำรุง โดยสนามบินได้ทำการติดตามและบำรุงรักษาสินทรัพย์มากกว่า 80,000 ชิ้นทั้งภายนอกและภายในสนามบินบนพื้นที่ 7,000 เอเคอร์ ตั้งแต่โครงข่ายแบบเส้นตรงต่าง ๆ รันเวย์ และระบบไฟ ไปจนกระทั่งบูธประชาสัมพันธ์หรือแม้กระทั่งสินทรัพย์เล็ก ๆ อย่างเครื่องดับเพลิง

5. เมืองในเกาหลีใต้ใช้ Digital Twins เพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ

เมืองอินชอนในประเทศเกาหลีใต้ได้นำ Digital Twins มาใช้เพื่อมุ่งหน้าสู่ Smart city อย่างแท้จริงผ่านการใช้โครงสร้างทางภูมิสารสนเทศเพื่อดึงหน่วยงานต่าง ๆ และประชาชนร่วมมือกันแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันและในอนาคต โดยเมืองอินชอนคือศูนย์กลางทางอุตสาหกรรม และนับเป็น Megaregion ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับ 2 ของโลก ตั้งอยู่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเกาหลีใต้และอยู่ทางตะวันตกของกรุงโซล ทั้งนี้ Digital Twins ของเมืองอินชอนสะท้อนการทำงานต่าง ๆ ของทั้งเมืองในแบบเรียลไทม์และเป็นแบบจำลองที่มีความซับซ้อนเท่ากับเมืองจริงอีกด้วย โดยตั้งแต่ต้นปีมานี้ Digital Twins ของเมืองได้ขยายโปรเจ็กต์ครอบคลุมหน่วยงานต่าง ๆ ถึง 6 หน่วยด้วยกันประกอบด้วย การบริหารจัดการดับเพลิงการจราจร การสาธารณสุข การบริหารจัดการทรัพยากรอาคาร การพัฒนาเมือง และการฟื้นฟูเมือง

ปัจจุบันอินชอนได้นำ Digital Twins มาใช้ควบคุมระบบทำนายสถานการณ์น้ำท่วมซึ่งนับเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญมากเพราะหน้าที่ของ Digital Twins ไม่ควรเป็นเพียงภาพสะท้อนของเมืองเท่านั้น แต่ควรทำนายเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดจากสภาวการณ์ของเมืองที่เปลี่ยนไปได้ด้วย

6. เมืองอุปซอลลาสร้าง Digital Twins ที่มีความละเอียดสูงเพื่อความยั่งยืน

ผู้วางผังเมืองในเมืองอุปซอลลา เมืองที่ใหญ่เป็นอันดับที่สีของประเทศสวีเดน กำลังออกแบบเขตใหม่ที่จะมีที่พักอาศัยถึง 33,000 ยูนิตสำหรับประชากรใหม่ในปี ค.ศ. 2050 อีก 50,000 คน ซึ่งปัจจุบันมีประชากรอยู่ 230,000 คน และคาดว่าในปี 2050 จะมีประชากรราว ๆ 350,000 คน หรือเพิ่มขึ้นมากกว่า 50% เลยทีเดียว การเพิ่มขึ้นมากขนาดนี้ ทำให้เมืองจำเป็นต้องวางแผนอย่างครบวงจร ซึ่งพื้นที่ขนาด 250 บล็อกจะถูกออกแบบผ่านคอนเซ็ปต์เพิ่มการเติบโตของสีเขียว โดยผู้วางผังเมืองมุ่งสร้างโมเดลเมืองแห่งความยั่งยืนด้วยการเพิ่มคุณภาพของชีวิตผู้อยู่อาศัยให้เป็นส่วนหนึ่งของแผน โดยไม่ลดทอนความหลากหลายทางชีวภาพหรือทำให้สิ่งแวดล้อมเลวร้ายลงพร้อมกับลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และด้วยการแบ่งเขตและแบบจำลองสามมิติที่สร้างอย่างละเอียดผ่าน ArcGIS สามารถช่วยนักวางผังเมืองสร้างภาพและเสนอแผนต่าง ๆ ของเขตเมืองใหม่ได้เป็นอย่างดี

แบบจำลอง Interactive 3D ช่วยให้ผู้ใช้งานเห็นเมืองแห่งอนาคตที่หวังไว้ ซึ่งไม่สามารถเห็นได้จากเอกสารหรือแผนที่แบบสองมิติ ทั้งยังสามารถซูมหรือบินสำรวจพื้นที่และจินตนาการถึงสิ่งที่กำลังจะเกิดขึ้นในเมืองใหม่ได้ และสามารถปรับเปลี่ยนและดูผลกระทบที่เกิดจากการออกแบบทางเลือกอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็วจึงช่วยให้เจ้าหน้าที่ของเมืองปรับรูปแบบการทำงานและการใช้เครื่องมือให้สอดคล้องตามแบบนั้น ๆ

ค้นหาศักยภาพของเทคโนโลยี GIS กับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ เพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม