Kombinationen av vetenskaplig excellens samt ett brett tvärdisciplinärt konsortium med aktörer från näringsliv, offentlig sektor och akademi övertygade Vinnova att satsa på forskningssamarbetet Chalmers Digital Twin Cities, som ett av åtta nya kompetenscentrum i Sverige.

Målet med kompetenscentret är att genom utveckling och användning av digitala tvillingar för byggnader och städer väsentligt stärka design- och planeringsprocessen av livskraftiga och hållbara städer och samhällen.

– Detta gör vi bäst genom att arbeta integrerat med avancerade digitala modeller i våra kreativa processer, där datorns kapacitet kan förstärka och förbättra oss människor, säger Petra Jenning ansvarig för FOJABcode och industriansvarig för området Arkitektur inom Digital Twin Cities.

FOJAB har under de senaste åren byggt upp ett team, kallat FOJABcode, med gedigen kunskap i gränslandet mellan matematik, programmering och arkitektur. Det har gett skärpta verktyg och ökad kompetens inom digital modellering, simulering och analys. Flera av de egenutvecklade verktygen handlar om att visualisera byggnaders och städers prestanda för att tydliggöra relationer och samband som tidigare var svåra att intuitivt förstå. I verktygslådan finns interaktiva analysverktyg som från tidiga volymskisser av byggnader uppskattar dess prestanda vad det gäller dagsljus, utsikt, energianvändning och flöden i realtid. Där finns även program för att simulera en hel stads utveckling, som ett interaktivt stöd för att välja vilka områden som bör utvecklas, bebyggas och förtätas.

Välutvecklade digitala verktyg från första skiss till produktion ger bättre beslutsunderlag, en mer flexibel process och smidigare resa från start till mål. FOJAB ser ett tydligt behov från hela branschen att tillsammans ta klivet till mer informerade digitala tvillingar över alla skalor.

– Vi ser fram emot nya transdisciplinära samarbeten för att fortsätta utvecklingen inom FOJABcode, och vi är glada att nu få dela den här resan med Chalmers, avslutar Petra Jenning.

 Om Chalmers Digital Twin Cities
Ett starkt konsortium av 28 svenska och internationella partner visar på den stora innovationspotentialen i digitala tvillingar genom hela värdekedjan, som en grund för den fortsatta utvecklingen av livskraftiga, hållbara och demokratiska städer och samhällen.

Spetsforskning kommer att bedrivas inom åtta olika forskningsområden, som täcker in alla de aspekter som krävs för att utveckla digitala tvillingar i stor skala, och utnyttja de möjligheter detta ger för arkitektur, stadsbyggnad och byggande med digitalt stöd. Ett särskilt fokus ligger på kunskapsöverföringen till näringsliv och offentliga aktörer, i syfte att stärka Sveriges roll i digitaliseringen och utvecklingen av samhällsbyggnadssektorn.

Läs mer om Chalmers Digital Twin Cities

Samarbetspartners
Akademi: Chalmers, Chalmers Industriteknik, Frauenhofer Chalmers, Sofia University, University of Virginia
Offentlig sektor: Göteborgs Stad, Linköpings Kommun, Höganäs Kommun, Lunds Kommun, Västra Götalandsregionen, Härryda Kommun, Sveriges Kommuner och Landsting
Näringsliv: FOJAB, Sweco, White, PEAB, Ramboll, Mixtive, Liljewall, StruSoft, Tengbom, NCC, Virtual Cities Sweden, Viscando Traffic Systems, Johanneberg Science Park, Visual Arena

Vi ställde oss frågan: Vilken information kan vi få ut av den allra enklaste volymskissen? Det ledde till ett verktyg som vi kallar VolymAnalys.

Det är ett interaktivt analysverktyg som arbetar i realtid och ger kontinuerlig information kring olika areor, dagsljus, soltimmar, solenergi, utsikt och genomsnittligt u-värde. Utöver detta så kan den även visualisera hur bra byggnaden presterar utifrån de kvaliteter vi anser vara viktiga för just den här byggnaden.

Team
Henrik Malm, Petra Jenning

Robotisering och automation har utforskats i decennier för effektivisering av byggande, ändå ser vi få spår av detta i produktionen i Sverige. Det här utvecklingsprojektet syftar till att stötta betongbranschen med att undersöka vilka automations- och robotiseringstekniker som är tillgängliga, och vad man bör satsa på framöver för ökad effektivitet, kvalitet och säkerhet inom uppförandet av betongstommar för flerbostadshus.

Projektet består av tre delar; Behovsanalys, teknikscanning och tekniktester.

Inom tekniktesterna arbetar vi med robotlabbet på LTH för att fördjupa förståelsen av utmaningarna med robotisering av tidigare manuella processer. Fokus är på informationsflödet från designmodell till robot, och återkoppling tillbaka. Testet utförs med stapling av tegelstenar med hjälp av en ABB IRB 2400 robot och programvaran Robots/Grasshopper/Rhino samt RobotStudio.

Projektet kommer presenteras under hösten 2019.

Team
Petra Jenning, Henrik Malm

Samarbetspartners
Cognibotics
LTH Robotlab
LTH Reglerteknik, Datavetenskap och Arkitektur
Multiconcrete
PEAB

Projektet är delfinansierat av SBUF och Smart Built Environment.

Denna unika fasad har möjliggjorts genom den kunskap vi tidigare har utvecklat inom bockning av plåt längs krökta linjer. Fasaden består av 16 unikt formade plåtar som i tillsammans bildar en yta liknande vattnets krusningar en stilla dag på sjön. En digital modell som simulerar bockningsprocessen ger oss kontroll över fasaden från skiss till produktion.

Fasaden kläs med våningshöga kassetter som hängs upp på fasaden. Kassetterna består av en ram på vilket en bockad sandwichskiva är fastmonterad. Bockningen görs genom att ett spår CNC-fräses på plåtens baksida, och sedan bockas plåten längs med spåret. Beroende på den ingående linjens kurvatur så får den färdiga kassetten olika tredimensionella uttryck och en varierande skuggverkan.

Team
Anders Eriksson, Per-Kristian Hansson, Petra Jenning, Jens Juul, Filip Lougin

En undersökning i hur komplex tredimensionell form kan åstadkommas genom användandet av tunna skivmaterial. Platta komponenter av varierande storlek och form böjs och spänns fast mot varandra. Tillsammans skapar de en självbärande rumslig avgränsning.

Genom fysiksimulering i våra digitala modeller kan vi förstå det komplexa propagerade beteendet hos hela systemet och hur det beror på varje enskild komponents form och relation till sina grannar. Undersökningen sträcker sig från materialegenskaper hos en enskild komponent, till modelleringen av hela systemet och hur vi kan designa och arbeta med generativa processer.

Team
Elin Daun, Petra Jenning

I samarbete med Plåtexpressen AB har vi utvecklat en metod för att bocka plåt längs med krökta linjer. Bockningen sker fritt, utan specifika verktyg eller mallar, vilket leder till en minimerad merkostnad för unika paneler.

Vid bockning längs raka linjer kan vi intuitivt förstå hur det bockade materialet kommer att bli. När bockningslinjen är en kurva är detta inte lika lätt. Därför har vi tagit fram en digital modell som simulerar bockningsprocessen. Resultatet är en digital tvilling till vad som händer i verkstaden.

Den digitala simuleringen av bockningsprocessen möjliggör för oss att förstå hur bockningslinjen bör se ut för att ge ett visst resultat, men den möjliggör också ett minimalt och förenklat informationsflöde mellan design och produktion.

Utvecklingsarbetet har resulterat i en paviljong och talarpulpet för Plåt16, i Göteborg 2016 samt en fasad för P-huset Dockan i Västerås.

Team
Edvin Bylander, Elise Lindahl, Petra Jenning, Behrooz Taleb

Samarbetspartner
Plåtexpressen AB

Stadskvarter, på näset mellan Trummen och Växjösjön, med mesta möjliga sjöutsikt. För att vara säkra på att vi maximerar utsikten över vattnet tog vi fram ett generativt analysverktyg som vi kallar Utsiktmaskinen.

Utsiktsmaskinen, visar på hur mycket utsikt varje lägenhet har och också ger en gradering av utsiktens kvalitet. Varje lägenhet vid Trummens Strand har planerats för mesta möjliga sjöutsikt och lägenheternas utformning har påverkats av Utsiktsmaskinens resultat.

Utsiktsmaskinen fungerar i två olika lägen, antingen som ett rent analysverktyg, eller som ett optimeringsverktyg som själv föreslår huskropparnas placering och utformning för att maximera utsikten över vattnet.

Team
Petra Jenning, Edvin Bylander, Niklas Sonestad