Digitale teknologier til bæredygtig drift og vedligehold af bygnings- og anlægskonstruktioner
Med 80 % af Danmarks samlede nationalformue på 6.200 milliarder kroner bundet i det byggede miljø i form af bygninger, veje og anlæg[1], er det indlysende, at vi skal sørge for at drifte og vedligeholde disse, så værdien fastholdes. Via denne indsats vil Teknologisk Institut anvende nye digitale teknologier til at opnå markante reduktioner af bygnings- og anlægskonstruktioners CO2-aftryk, ressource- og energiforbrug samt opnå en forlængelse af konstruktionernes levetid. Bygge- og anlægsbranchen er præget af en fragmenteret udvikling af digitale teknologier, hvor der er behov for en bredt favnende indsats, som samler branchen og tilvejebringer det nødvendige løft af digitale kompetencer i hele værdikæden. Det er netop essensen i denne indsats, hvor ét af målene er at etablere test-, udviklings-, og demonstrationsfaciliteter (TDU), der kan fungere som en platform til udvikling af digitale teknologier til anvendelse på alle gængse byggematerialer – og på tværs af fagskel.Via indsatsområdet kan vi opnå markante reduktioner af bygnings- og anlægskonstruktioners miljøaftryk og reducerede udgifter til drift og vedligehold. Derudover vil indsatsen skabe værdi for virksomhederne i bygge- og anlægsbranchen i form af øget konkurrenceevne på det globale marked, hvor efterspørgslen på bæredygtige løsninger, herunder digitale teknologier til drift og vedligehold, er stærkt stigende.
Indsatsen omfatter tre overordnede aktivitetsområder:
Etablering af tværfaglige TDU-faciliteter målrettet digitale teknologier til bæredygtig og datadrevet drift og vedligehold af bygnings- og anlægskonstruktioner.
Udvikling af nye digitale teknologier, som bl.a. bygger på automatiseret dataanalyse og AI-værktøjer, til registrering og vurdering af bygnings- og anlægskonstruktioners tilstand, herunder sensorbaserede systemer til fjernovervågning.
Udvikling af nye prognosemodeller, som bl.a. bygger på avancerede levetids- og fugtskademodeller og en digital videnbank med ekspertviden om byggematerialers holdbarhed, til fremskrivning af bygnings- og anlægskonstruktioners tilstand.
[1] Bygherreforeningen, november 2019
Dataanalyse og kunstig intelligens
Kunstig intelligens og dataanalyse anvendes hovedsagelig til klassifikation og beslutningsstøtte. Den naturlige udvikling herfra er at udvikle systemer, der laver beslutninger og her tilhørende optimering i en organisatorisk kontekst. Specifikt er målet at:
at identificere, udvikle og stille en værktøjskasse af tekniske komponenter og metoder til rådighed for at accelerere optaget i danske virksomheder
bidrage til videreudvikling af relevante standarder til det bedste for danske SMV’er; og
medvirke til FoU-ansøgninger i samarbejde med andre vidensinstitutioner og virksomheder.
Konkret bidrager aktiviteten til opfyldelsen af indsatsens indikatorer 2021 vedr. case- og demonstrationsprojekter, teknologiske services i TDUen (test-, demonstrations- og udviklingsfacilitet), videnspredning og samarbejde med videnpartnere.
Avanceret 3D visualisering af massive datamængder og realtidsdata
I takt med stigende datamængder er der behov for effektive metoder til analyse, forædling og inspektion af den opsamlede data for at udnytte den fulde værdi deraf. Aktiviteten vil omfatte kompetence- og videnopbygning i form af afdækning af state-of-the-art teknologi inden for
Realtidsgrafik, herunder Vulkan og Hardware raytracing
Dynamisk streaming og caching af store datamængder til analyse og visualisering af f.eks. protein/mikrobiologisk data, punktskyer og voxeldata.
APIer til effektiv databehandling og visualisering direkte i webbrowsere
Konkret bidrages der til de overordnede mål for indsatsen med en eller flere caseforløb med virksomheder, udbygning af teknologisk service i form af rådgivning og basis software komponenter, samt bidrag til den tværgående videnspredning.
Bæredygtige byggematerialer
Bygge- og anlægsbranchen står midt i en grøn omstilling, hvor bæredygtighed, ressourceforbrug og ikke mindst CO2-udledning er i fokus, og hvor branchens aktører skal imødekomme nye krav, både fra myndigheder og bygherrer. Det gælder også for de materialer, vi bygger med. Og her kan det være svært at navigere mellem bæredygtighed, dokumentation og mange krav, og branchen bliver udfordret på produktivitet, kvalitet og økonomi. Med indsatsområdet vil Teknologisk Institut tilbyde byggebranchen forskning, udvikling, test og dokumentation af bæredygtige byggematerialer og dermed bidrage til en grøn omstilling, der inden for fire år vil skabe markante reduktioner af CO2-udledningen. Visionen er, at indsatsområdet skal hjælpe byggebranchen med at reducere CO2-udledningen med 50 % og ressourceforbruget med 20 % inden for ti år. Teknologisk Institut vil sikre udvikling af sunde, sikre og bæredygtige byggematerialer til gavn for klima, samfund, virksomheder og dansk økonomi. Vi vil gå forrest for at medvirke til, at den danske bygge- og anlægsbranche er førende i den grønne omstilling – også internationalt.Indsatsområdets primære effekt er at udbygge bygge- og anlægsbranchens styrkeposition og konkurrenceevne inden for bæredygtighed. Via indsatsområdet vil vi øge virksomhedernes mulighed for at levere løsninger, der kan efterleve de stigende krav om bæredygtighed, som vi fx ser i Regeringens målsætning om 70 % CO2-reduktion og den nye bæredygtighedsklasse i Bygningsreglementet. Virksomhederne vil herudover få mulighed for at levere løsninger, der er mere ambitiøse end de nuværende krav, hvilket er med til at sikre, at virksomhederne også kan imødekomme fremtidige krav.
Indsatsområdet vil udvikle anvendelige teknologier til at producere mere bæredygtige byggematerialer og sikre den nødvendige dokumentation, så byggebranchen kan skabe en bæredygtig forretning uden at gå på kompromis med kvalitet, holdbarhed, produktivitet, miljø og indeklima. I indsatsområdet vil Teknologisk Institut:
Opbygge test-, demonstration- og udviklingsfaciliteter (TDU-faciliteter) til at udvikle og dokumentere bæredygtige byggematerialer, som en one-stop-shop.
Udvikle og dokumentere bæredygtige byggematerialer.
Udføre fuld skala demonstration af bæredygtige byggematerialer.
Udvikle metoder til kvalificering og kvantificering af bæredygtigt ressourceflow i byggeriet.
Udvikle dokumentationsmetoder for bæredygtighed.
Data og arbejdsprocesser – interaktion og visualisering
Specielt opbygning af viden om bedste løsninger til AR/VR/XR-løsninger til industrielle applikationer og procesunderstøttelse indenfor produktion, industri, logistik og transport, landbrug og fødevarer og energi.Aktiviteten bidrager således direkte til det overordnede mål for indsatsområdet om datadrevet, bæredygtig vækst ved at understøtte digitalisering og tilgang til data på tværs af arbejdsprocesser og domæner. Målene for aktiviteten inkluderer:
State-of-the-art og state-of-industry analyser for brugen af AR/VR/XR indenfor og på tværs af industrielle domæner.
Udvikling af værktøjskasse af tekniske komponenter og metoder for at accelerere optaget i danske virksomheder, bl.a. interaktionskomponenter baseret på nyeste state-of-the art hardware og softwareplatforme til AR/VR/XR. Herunder afprøvning af teknikker som hand tracking, stemmestyring, Lidar, head-mounted displays etc.
Udvikling af komponenter til objektgenkendelse i AR for bedre interaktion, herunder også støtte til dynamisk opbygning og opdatering af digitale tvilling modeller.
Udvikling af komponenter til effektiv brug af data fra digitale tvillinger og industrielle BOM, BOP og BIM-modeller. Herunder også komponenter til procesunderstøttelse og samarbejde i AR på tværs af værdikæder og brugere.
Medvirke til FoU-ansøgninger i med andre videninstitutioner og virksomheder.
Dataplatforme og digitale tvillinger
Dette vil b.la. blive understøttet gennem udviklingen af modeller for domænespecifikke digitale tvillinger, der vil kunne udstille data struktureret og samtidig give bedre muligheder for dataanalyser baseret på kunstig intelligens og machine learning, simulering, og realtids data beregninger til brug for optimering og overvågning.Der sigtes mod at opbygge og udvikle engineering og DevOps (development and operations) kompetencer. DevOps er i sig selv en disciplin i mixet af mennesker, processer og teknologi, som skaber en kontinuerlig levering af værdi gennem hurtigere udvikling, tilpasning af teknologier og vedligehold af løsninger. Der udvikles metoder som tilpasses de teknologiske services og sikrer at disse understøttes operationelt og derved kan anvendes i forhold til virksomhedernes behov og udfordringer i anvendelsen af data. Samlet set er sigtet med aktiviteten:
Afdækning af state-of-the-art for udvikling af modeller og systemer til digitale tvillinger sammenkoblet med State-of-industry. Vi vil her undersøge domænespecifikke metoder og teknikker (fx inden for industri, logistik og energi) og disse undersøges og afprøves i sammenhæng med de identificerede problemstillinger hos casevirksomheder.
Udvikling af state-of-the-art softwarekomponenter samt teknologiske ydelser og services, som er afprøvet og pilot-testet med målgruppevirksomheder i de relevante domæner.
Prototyper af digitale teknologier, platforme og test- og demofaciliteter, herunder en kvalificering af teknologiens potentiale for at skabe konkret værdi og vækst hos virksomheder.
Udvikling af prototyper der demonstrerer muligheder for datagenerering, deling og brug på tværs af økosystemets aktører.
Etablering og afprøvning af DevOps-metoder for implementering af teknologiske ydelser.
TDU, videnspredning, bæredygtighed og governance
Aktiviteterne i denne beskrivelse bidrager til det overordnede mål for indsatsen ved at sikre at danske virksomheder, via inddragelse i både casesamarbejder og videnspredningsaktiviteter samt etableringen af en test-, demonstrations- og udviklingsfacilitet (TDU), kan holde sig i front i den globale konkurrence.Virksomhederne opnår dyb viden om og kompetencer inden for dataplatforme og digitale tvillinger, dataanalyse og kunstig intelligens samt interaktion og datavisualisering, og derudover viden om, hvordan digitale teknologier kan være med til at fremme virksomhedernes grønne omstilling. Målet for aktiviteterne i indeværende periode er 1) initieringen af TDUen og systematisk opsamling og formidling af de teknologiske services og ydelser, som udvikles i regi af de øvrige aktivitetsplaner under indsatsen og 2) at involvere minimum 100 virksomheder i konkrete videnspredningsaktiviteter.
Ansvarlig udvikling og anvendelse af AI
At sikre tillid til AI-løsninger handler blandt andet om, at brugerne forstår, hvad løsningerne gør og kan, og hvordan de bruger dem i praksis. Målet er at styrke teknologiforståelsen og udvikle nye metoder og inddragelsesprocesser, der bidrager til, at brugere og borgere oplever, at de kan have tillid til AI – en aktivitet, planen også vil indeholde.En af de største udfordringer i forhold til at gennemføre AI-projekter i virksomheder er at komme fra proof of concept til produktion. Mange virksomheder efterspørger redskaber, retningslinjer, standarder og benchmarks for at kunne sætte moderne løsninger i drift. Da data kan være følsomme, er det altafgørende med modeller med fokus på ansvarlighed. Det er vigtig med nem adgang til uvildig rådgivning inden for tillid og digital sikkerhed, hvilket er en central GTS-rolle.
Aktiviteterne bidrager til de overordnede mål for indsatsen ved at at skabe grundlaget for udvikling af teknologiske services målrettet danske virksomheders behov for at arbejde ansvarligt med datadrevne modeller, der kan skabe forretningsmæssig indsigt og værdi.
Aktiviteten bidrager samtidig med fagligt input i form af oplæg og artikler til den tværgående videnspredning. Disse mål og indikatorer understøtter direkte indsatsområdets mål om digital sikkerhed, tillid og dataetik.
20’ernes energisystem
Teknologisk Institut vil med denne indsats understøtte omstilling, vækst og øget beskæftigelse i danske virksomheder, herunder mange danske SMV’er, der udvikler, producerer og leverer sektorkoblende løsninger til 20’ernes energisystem. Der er tale om et nyt marked, der skal initieres via nye teknologiske og markedsmæssige løsninger understøttet af den nyeste viden, unikke laboratorier samt adgangen til storskala demonstrationsforsøg.Udviklingen inden for nye og mere intelligente energikomponenter er gået stærkt de seneste år og resultaterne bliver helt centrale i fremtidens energisystemer. Dette indsatsområde har fokus på et tilsvarende behov for at udvikle teknologier, produkter og testmetoder, der understøtter optimal kobling af disse smarte energikomponenter både op imod hinanden (solcelleanlæg, varmepumper, energilagre og ladestandere til elbiler), på tværs af energiformer (el, varme og køl) og op imod tilgængelige cloud data såsom vejrdata og elpriser. Virksomheder inden for området skal sikres adgang til viden om fx standardisering, protokoller, datasikkerhed og reguleringsmæssige rammer ligesom de via EnergyFlexLab får adgang til et unikt udviklings- og testmiljø integreret med fysiske laboratorier for de individuelle energikomponenter. Med den opbyggede viden og de udviklede faciliteter vil Instituttet kunne teste driften af sektorkoblede systemer under realistiske dynamiske driftsbetingelser.
Teknologisk Instituts EnergyFlexLab vil med nye faciliteter og digitale værktøjer understøtte øget sektorkobling mellem forskellige forsyningsarter og fleksibelt energiforbrug i 20’ernes energisystem.
Fokus er på at igangsætte overgangen mod øget sektorkobling, hvor udnyttelse af overskudsenergi og energifleksibilitet i forsyningssektorerne for el, varme og køl er i tæt samspil med energiforbrug og -produktion i industriområder, havne/lufthavne og lignende områder. Her kan fx nye former for energifællesskaber blive relevante for håndteringen af en række barrierer såsom kritisk masse, rentabilitet, regulering og lovgivning. Indsatsområdet tager herved fat i systemperspektivet, hvor grænsefladen mod energikomponenterne er det digitale interface, og bidrager væsentligt til danske og udenlandske virksomheders muligheder for at få deres energikomponenter og reguleringstekniske produkter aktiveret i energisystemet med øget sektorkobling og fleksibilitet.
Indsatsområdets aktiviteter vil blive gearet ved inddragelse af danske virksomheder i nationale og internationale demonstrationsprojekter i EUDP, Grand Solutions, Horizon 2020/Europe og EU Green Deal.
Sikring af kritiske systemer og kritisk infrastruktur
Det gælder rent digital kritisk infrastruktur, som vores samfund er afhængig af, men det gælder også fysisk kritiske systemer i vores virksomheder og fysisk kritisk infrastruktur, der digitaliseres. Dette gælder i særdelshed OT-netværk (operational technology, dvs. datanetværk i fabriks- og produktionsmiljøer modsat klassiske it-netværk), IoT-enheder samt samfundsmæssigt kritisk infrastruktur i f.eks. forsyningssektoren.Denne aktivitet vil både omhandle sikring af kritiske systemer i danske virksomheder og dansk kritisk infrastruktur, men vi vil hovedsageligt fokusere på at hjælpe danske virksomheder med at kunne levere produkter og tjenester til kritiske systemer og kritisk infrastruktur i både Danmark og udlandet. Både herhjemme og i udlandet er der øget fokus på cybersikkerheden i kritisk infrastruktur – bl.a. via NIS-direktivet og cybersikkerhedsforordningen
Konkret vil dette aktivitetsområde bidrage til indsatsområdet overordnede mål med et eller flere nye samarbejder med vidensinstitutioner og en F&I ansøgning.
Der vil blive arbejdet på teknologiske services, disse forventes dog først at være klar til markedet i en efterfølgende aktivitetsperiode.
