The research thesis deals with Digital Twin technology with its present implementations and potential future impacts on the built environment. The Digital twin technology is powered by Artificial Intelligence (AI) and other related novel Information and Communication Technology (ICT) that includes Machine Learning, Deep Learning, Big Data, Internet of Things, Sensor Networks, cloud computing, etc. These new ICT is impacting every phase of the built environment throughout the entire lifecycle from design, construction, operations, maintenance to restoration and renovation of buildings. Digital Twin is a new idea borrowed from the manufacturing industry, where the Digital Twin is a dynamic digital replica of a physical real-world object, which updates at a certain frequency of time with the physical version throughout the whole life cycle of the object. The information exchange between the digital and physical version of the object happens in both ways. The main objective of this study is to find out the relevancy of Digital Twin technology in the context of Built Environment. It means understanding the impact on projects and interventions happening now, in order to find out the potential future impact on the building construction, building operations and maintenance, urban planning and in urban infrastructure projects. In order to do so, several case studies were selected based on their scale, context, functionality and geographic location. They were categorized into building scale and urban scale. In these case studies either partial or full Digital Twins are being developed which are AI and IoT based. For each case studies a Strength, Weakness, Opportunity and Threat (SWOT) analysis was done to find out the internal and external impacts of these projects and also the factors affecting them. Afterwards, an overall SWOT analysis was done on the Digital Twin technology in the context of Built Environment. The impacts of Digital Twin in that particular context was analysed and also some risk factors associated with it were discussed. Then, some potential solutions to counter the risks were suggested. After that, the conclusion was reached to understand the overall impact of Digital Twin both in the present context and in the near future with the advent of improved Information and Communication Technology (ICT) that is the basis of developing, maintaining and updating the Digital Twins.

La tesi di ricerca si occupa della tecnologia Digital Twin con le sue attuali implementazioni e potenziali impatti futuri sull'ambiente costruito. La tecnologia del Digital Twin proviene dall’Artificial Intelligence (AI) e da altre nuove tecnologie dell'Information and Communication Technology (ICT) correlate, che includono Machine Learning, Deep Learning, Big Data, Internet of Things, Sensors Networks, Cloud Computing, ecc. Queste nuove ICT hanno un impatto su ogni fase dell'ambiente costruito durante l'intero ciclo di vita dalla progettazione, costruzione, operazioni, manutenzione al restauro e alla ristrutturazione degli edifici. Digital Twin è una nuova idea presa in prestito dall'industria manifatturiera, dove il Digital Twin è una replica digitale dinamica di un oggetto fisico del mondo reale, che si aggiorna a una certa frequenza di tempo con la versione fisica durante l'intero ciclo di vita dell'oggetto. Lo scambio di informazioni tra la versione digitale e fisica dell'oggetto avviene in modo reciproco. L'obiettivo principale di questo studio è scoprire l'importanza della tecnologia Digital Twin nel contesto dell'ambiente costruito. Significa comprendere l'impatto sui progetti e gli interventi in corso in questo momento, al fine di scoprire il potenziale impatto futuro sulla costruzione di edifici, sulle operazioni e sulla manutenzione degli edifici, sulla pianificazione urbana e sui progetti di infrastrutture urbane. A tal fine, sono stati selezionati diversi casi di studio in base alla scala, contesto, funzionalità e posizione geografica. Sono stati classificati in scala edilizia e scala urbana. In questi casi di studio vengono sviluppati Digital Twin parziali o completi basati sull'AI e sull'IoT. Per ogni caso di studio è stata effettuata un'analisi SWOT (Forza, Debolezza, Opportunità e Minaccia) per scoprire gli impatti interni ed esterni di questi progetti e anche i fattori che li influenzano. Successivamente, è stata eseguita un'analisi SWOT complessiva sulla tecnologia Digital Twin nel contesto dell'ambiente costruito. Sono stati analizzati gli impatti del Digital Twin in quel particolare contesto e sono stati discussi anche alcuni fattori di rischio ad esso associati. Quindi, sono state suggerite alcune potenziali soluzioni per contrastare i rischi. Successivamente, si è giunti alla conclusione di comprendere l'impatto complessivo del Digital Twin sia nel contesto attuale che nel prossimo futuro con l'avvento di migliorie dell'Information and Communication Technology (ICT) che sono alla base dello sviluppo, del mantenimento e dell'aggiornamento dei Digital Twin.

Digital twin technology and its present and future potential impacts on the built environment

Debnath, Raktim
2021/2022

Abstract

The research thesis deals with Digital Twin technology with its present implementations and potential future impacts on the built environment. The Digital twin technology is powered by Artificial Intelligence (AI) and other related novel Information and Communication Technology (ICT) that includes Machine Learning, Deep Learning, Big Data, Internet of Things, Sensor Networks, cloud computing, etc. These new ICT is impacting every phase of the built environment throughout the entire lifecycle from design, construction, operations, maintenance to restoration and renovation of buildings. Digital Twin is a new idea borrowed from the manufacturing industry, where the Digital Twin is a dynamic digital replica of a physical real-world object, which updates at a certain frequency of time with the physical version throughout the whole life cycle of the object. The information exchange between the digital and physical version of the object happens in both ways. The main objective of this study is to find out the relevancy of Digital Twin technology in the context of Built Environment. It means understanding the impact on projects and interventions happening now, in order to find out the potential future impact on the building construction, building operations and maintenance, urban planning and in urban infrastructure projects. In order to do so, several case studies were selected based on their scale, context, functionality and geographic location. They were categorized into building scale and urban scale. In these case studies either partial or full Digital Twins are being developed which are AI and IoT based. For each case studies a Strength, Weakness, Opportunity and Threat (SWOT) analysis was done to find out the internal and external impacts of these projects and also the factors affecting them. Afterwards, an overall SWOT analysis was done on the Digital Twin technology in the context of Built Environment. The impacts of Digital Twin in that particular context was analysed and also some risk factors associated with it were discussed. Then, some potential solutions to counter the risks were suggested. After that, the conclusion was reached to understand the overall impact of Digital Twin both in the present context and in the near future with the advent of improved Information and Communication Technology (ICT) that is the basis of developing, maintaining and updating the Digital Twins.
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
20-dic-2022
2021/2022
La tesi di ricerca si occupa della tecnologia Digital Twin con le sue attuali implementazioni e potenziali impatti futuri sull'ambiente costruito. La tecnologia del Digital Twin proviene dall’Artificial Intelligence (AI) e da altre nuove tecnologie dell'Information and Communication Technology (ICT) correlate, che includono Machine Learning, Deep Learning, Big Data, Internet of Things, Sensors Networks, Cloud Computing, ecc. Queste nuove ICT hanno un impatto su ogni fase dell'ambiente costruito durante l'intero ciclo di vita dalla progettazione, costruzione, operazioni, manutenzione al restauro e alla ristrutturazione degli edifici. Digital Twin è una nuova idea presa in prestito dall'industria manifatturiera, dove il Digital Twin è una replica digitale dinamica di un oggetto fisico del mondo reale, che si aggiorna a una certa frequenza di tempo con la versione fisica durante l'intero ciclo di vita dell'oggetto. Lo scambio di informazioni tra la versione digitale e fisica dell'oggetto avviene in modo reciproco. L'obiettivo principale di questo studio è scoprire l'importanza della tecnologia Digital Twin nel contesto dell'ambiente costruito. Significa comprendere l'impatto sui progetti e gli interventi in corso in questo momento, al fine di scoprire il potenziale impatto futuro sulla costruzione di edifici, sulle operazioni e sulla manutenzione degli edifici, sulla pianificazione urbana e sui progetti di infrastrutture urbane. A tal fine, sono stati selezionati diversi casi di studio in base alla scala, contesto, funzionalità e posizione geografica. Sono stati classificati in scala edilizia e scala urbana. In questi casi di studio vengono sviluppati Digital Twin parziali o completi basati sull'AI e sull'IoT. Per ogni caso di studio è stata effettuata un'analisi SWOT (Forza, Debolezza, Opportunità e Minaccia) per scoprire gli impatti interni ed esterni di questi progetti e anche i fattori che li influenzano. Successivamente, è stata eseguita un'analisi SWOT complessiva sulla tecnologia Digital Twin nel contesto dell'ambiente costruito. Sono stati analizzati gli impatti del Digital Twin in quel particolare contesto e sono stati discussi anche alcuni fattori di rischio ad esso associati. Quindi, sono state suggerite alcune potenziali soluzioni per contrastare i rischi. Successivamente, si è giunti alla conclusione di comprendere l'impatto complessivo del Digital Twin sia nel contesto attuale che nel prossimo futuro con l'avvento di migliorie dell'Information and Communication Technology (ICT) che sono alla base dello sviluppo, del mantenimento e dell'aggiornamento dei Digital Twin.
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