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导读
数字孪生是将实体物体的几何形态、父子关系、运行状态和关键参数等属性复制到数字空间的技术。
数字孪生应用广泛，能为智慧建造提供全面的支持，从设计到施工，再到运维，具备很多优势，其中包括几何、数值和逻辑几个方面。数字孪生不仅是几何孪生，还包括各个方面的的孪生技术。
为此，本文将深入探讨数字孪生在智慧建造中的几何、数值和逻辑层面的应用。
一
数字孪生技术的基础
在建筑工程领域中，数字孪生技术的基础是BIM（建筑信息模型）技术和物联网技术，使得数字技术和实体建筑得以结合并发挥最大价值。BIM是一种数字化的建筑模型，能够采用三维建模技术来构建现实建筑的数字化模型，并提供准确的建筑信息和各个层面的数据支持。
BIM不仅仅是建筑的设计模型，而且包括了建筑的施工、运营和维护等所有生命周期阶段的信息。BIM的最大好处在于，它运用数字模型的方法代替了传统的图纸，不仅对建筑全体管理工作起到了极大地优化、提升和方便的作用，更能形成建筑物的数字孪生模型，对建筑物信息化建设的进程起到了非常重要的推动作用。
数字孪生是基于BIM技术构建的，将建筑物的BIM模型与传感器和物联网技术相结合，实现针对建筑物的数据采集、存储和分析，为建筑物的全寿命周期管理提供精准支持。数字孪生的好处是，能够将建筑物的设计、施工、运营和维护等信息进行整合和优化，提高项目决策的准确性和效率，使建筑全寿命周期的信息得以完整保存和再使用。
同时BIM也是一个大型数据库，储存整个生命周期当中所有与建物有关系的数据，需要透过各种方式维持数据与数据之间的关联性。
二
数字孪生技术在智慧建造中的几何层面
在智慧建造中，数字孪生的几何层面是最常用和广泛应用的。数字孪生技术可以帮助设计师、施工人员、供应商和子承包商等各方更好地理解建筑物的三维几何形状、内部布局、装置和移动物体等。数字孪生可以帮助建筑物的各项利益相关者更好地理解建筑物的复杂性和特性，精确描述建筑物的属性，并实现从设计到实施的designtoas-built高效管理。
在建筑物的设计阶段，几何孪生可以帮助设计师进行更加准确的3D设计和模拟，并评估设计方案的可行性。在建筑物的施工过程中，几何孪生可以帮助施工人员准确地掌握施工物体的尺寸、形状、重量等特征，帮助施工人员更好地控制施工过程，减少浪费和误差。
数字孪生的几何层面也可以帮助维护人员轻松管理和维护建筑物。数字孪生技术允许维护人员通过数字角度查看所有建筑物的细节和交互，以在实际工作中获得更大的可靠性和检查路径，从而实现更好的工作效率、更少的问题和更少的风险。
三
数字孪生技术在智慧建造中的数值层面
1.数值孪生的概念和内涵
数值孪生是通过建筑BIM模型内部信息的提取，构建建筑物的数学模型，包括建筑物的物质、质量、体积、重量和其他测量数据等参数属性。数值孪生还可以包含设计意图、施工细节、设备维护要求等方面的信息，以及各种工程数据等信息。数字孪生允许相关人员对项目的重要数据进行更深入的分析和处理，从而更准确地了解建筑物的状态和性能，为决策提供支持。
简单来说，数值孪生是将分散在图纸、参建人员（设计、施工、监理、投资方等）电脑、头脑上的结构化和非结构化的数据孪生至计算机并存储下来。
2.数值孪生的应用场景和价值
（1）提高设计和施工效率和质量
基于数值孪生的方法可以分析建筑物的各个参数属性，为设计师提供更准确的建筑物性能数据，以便更好地完成建筑物设计。施工方面，数值孪生可以帮助施工人员更好地理解建筑物构造和特点，从而提高施工效率，降低误工率。
（2）模拟和预测建筑物状态和性能
数值层面的数字孪生通常包括计算流体力学仿真、负载分析、结构分析等数值项，可以帮助设计师、施工人员和维护人员等更好地掌握建筑物的行为和性质，并可对建筑物的各项重要特征进行精准预测和分析。例如，在处理建筑物的流体力学问题时，一般需要解决表示流体的连续性方程、动量方程和能量方程等问题。利用数值孪生技术可以模拟建筑物的各个流体力学方面，估算物理变化和性质，使建筑物的各项特性得到更加精确的预测。
（3）支持决策和管理
数字孪生的数值层面可应用于突发事件的应急预案制定和料件支持。针对建筑物的逃生、灭火和无线电建议计划等风险和应对措施，透彻有效的数值分析和技术支持可以帮助组织在需要的时候能够做出正确的决策，减少损失。
基于数值孪生的方法还可以提供建筑物各种参数属性的详细信息，这可以支持决策者更准确地了解建筑物的状况和性能，为决策提供支持。例如，决策者可以通过基于数值孪生的分析，确定建筑物的绿色性能、节能性能、安全性能等，为未来的建筑物运营和管理提供优化方案。
四
数字孪生技术在智慧建造中的逻辑层面
1.逻辑孪生的概念和内涵
逻辑孪生是指数字孪生中建筑物的逻辑关系和流程呈现，是为了更好地描述和展示设计和建筑项目中的逻辑流程和关键点，以此协助项目管理团队有效地规划、执行和监测项目。
传统的建筑管理技术主要
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