Industrialfairs News

Nieuws

The Digital Twin 4 Dummies: Hisense or Nonsense?

11/01/2022

“We encounter large data sets more and more often in everyday life. The important thing here is to put the large amounts of data into a format in which we can read out patterns in order to better understand behavior and make predictions. Digital twins give us exactly this capability. They enable us to improve business performance and make well-informed decisions”, aldus Nicole Lontzek, auteur van het boek ‘Digitale Zeitmacher: was wir jetzt gewinnen’.

 

 

‘Digital Twins’, we worden met de term rond de oren geslagen en iedereen beweert er ergens wel een te hebben. Of het nu over een stad, een gebouw, machines of zelfs mensen gaat, iedereen heeft het over een digitale kopie. In een decennium waar management op smartphones vrolijk wordt van dashboards met KPI’s en OEE-diagrammen, blijft de prangende vraag ‘wat het precies is en welke meerwaarde het meebrengt?’ op de lippen van velen branden. Door data beschikbaar te maken en te analyseren, hebben we steeds meer mogelijkheden om statistische patronen te ontdekken. Digital twins zijn een digitale replica van een asset, die zowel digitale als fysieke data combineert om nauwkeurige voorspellingen te doen over bijvoorbeeld consumentengedrag of de customer journey. Dit is een concept waarbij producten, maar ook machines en hun componenten worden gemodelleerd met behulp van digitale tools.

 

Deze modellering omvat alle geometrie-, kinematica- en logicagegevens. Een digitale twin is het beeld van de fysieke ‘asset’ in de echte productie en maakt de simulatie, de controle, de evaluatie en de optimalisatie ervan mogelijk. Via sensoren wordt de twin gekoppeld aan de echte objecten, waardoor de virtuele en de fysieke wereld met elkaar worden verbonden via een schat aan informatie en gegevens, waardoor een continue informatie- en gegevensuitwisseling in real time mogelijk wordt.

 

 

De technologische maturiteit van zo’n twins staat nu veel verder dan de basistoepassingen. Tegen 2022 verwachtte marktonderzoeksbureau Gartner al dat de massamarkt het concept van een digitale tweeling heeft omarmd en het voor hen heeft laten werken. Het concept heeft een groot potentieel omdat het niet beperkt is tot een specifieke niche, maar toepasbaar is in de hele industrie. Digitale tweelingen zullen de komende jaren verder worden ontwikkeld in R&D. Bovendien wordt het nu al duidelijk dat het niet om een monolithisch datamodel gaat, maar om verschillende aspecten van digitale voorstellingen, functionaliteiten, modellen en interfaces. De nieuwe Metaverse-hype komt daar dan nog eens bovenop. Microsoft kondigde vorige week nog aan met Qualcomm te gaan samenwerken voor een nieuwe generatie VR-brillen. Laten we misschien eerst even beginnen met de gepropageerde voordelen van digitale tweelingen.

 

Voordelen van digitale tweelingen

 

 

1.) Nauwkeuriger voorspellen

Verschillende modellen maken voorspellingen mogelijk over toekomstige usecases op basis van vooraf gedefinieerde scenario's. Hierdoor kunnen strategische beslissingen worden genomen op basis van een nauwkeurige database.

 

2.) Prestaties volgen en optimaliseren

Het uitrollen van een digital twin maakt permanente monitoring en vergelijking van prestaties met eerder verzamelde gegevens van de betreffende assets mogelijk. Dit maakt een continu verbeteringsproces mogelijk.

 

3.) Een centrale gegevensbron en verplicht verbonden datasets

Het creëren van een digital twin vereist een gemeenschappelijke gegevensbron, wat bedrijven dwingt om hun methodes van gegevensverzameling en -analyse te reorganiseren. Dit opent op zijn beurt extra digitaliserings- en optimaliseringspotentieel.

 

4.) Automatisering mogelijk maken

Beslissingen kunnen gelabeld en geautomatiseerd worden op basis van de inzichten van de digitale tweeling. Op die manier weet het algoritme welke scenario's goed en welke onbruikbaar waren en kan het zich in het lopende proces verbeteren. Dit vermindert het aantal iteraties bij het management.

 

5.) Zichtbaarheid en transparantie over alle domeinen

Aangezien digitale tweelingen meerdere gegevensbronnen combineren, worden ook intra-asseteffecten en -afhankelijkheden zichtbaar. Dit resulteert vervolgens in verdere aanbevelingen voor actie en potentiële besparingen.

 

Hisense or Nonsense? Succesvolle toepassingen in diverse sectoren

 

1.) Snellere marktintroductietijd (Engineering)

 

 

Het eerste mogelijke geval is een snellere doorlooptijd tot aan de markt. In het geval van een OEM (veiligheidsgordelsystemen) voor automotive reden projectmedewerkers zich in het ontwikkelingsproces herhaaldelijk vast door funnels in opeenvolgende beslissingen. De ontwikkeling van een veiligheidsgordelsysteem voor klanten via een configurator nam soms meer dan drie dagen in beslag, met een enorm gerekte ontwerptijd als gevolg. Hier werd een digitale tweeling gebruikt met de beperkende parameters en doelstellingen van het ontwikkelingsteam zelf. Daardoor werd de tijd om het optimale ontwerp te selecteren teruggebracht tot minder dan één minuut.

 

2.) Lagere operationele kosten (Asset Management/Infrastructures)

 

 

Inwoners van Carson City (Nevada, USA) hebben af en toe te maken met watertekorten tijdens droge periodes. De stad is bezig met de implementatie van digitale tweelingen om de toekomstige watervoorziening te simuleren (gebaseerd op de tot nu toe bereikte piekverbruikersniveaus) om een duurzame beschikbaarheid van water te garanderen en de operationele kosten te verlagen.

 

Digitale tweelingen geven inzicht in de werkelijke waterbalans van drie verschillende regio’s. Met behulp van deze gegevens en de daaruit voortvloeiende aanbevolen acties werd de watervoorziening van Carson City zodanig getransformeerd dat deze nu automatisch wordt geregeld. Hierdoor werd 15% van de werklast van de operationele krachten bespaard en werd een betrouwbare watervoorziening voor 50.000 inwoners veiliggesteld.

 

3.) Verbeterde product- of dienstontwikkeling (Operations/Medical)

 

 

Een ander toepassingsgeval is te vinden op het gebied van de geneeskunde. Artsen hebben moeite om de anatomie van het hart van een specifieke patiënt te reconstrueren en te interpreteren aan de hand van een reeks 2D-beelden. Een digitale tweeling van een patiënt maakt het mogelijk 3D-hartmodellen te maken, die een diepgaande analyse van de specificaties en de dynamiek van individuele harten mogelijk maakt. Een digitaal hartmodel verkort de operatietijd met 82% in vergelijking met het gebruik van medische 2D-beelden. In dit geval vormt een medische digitale kopie van een hart een levensreddende tool.

 

Wat brengt de onmiddellijke toekomst?

 

In de eerste plaats merken we dat de budgetten en de technologische toegangsdrempel tot simulatiegebaseerde twins steeds kleiner worden. De groeiende beschikbaarheid van Digital Twin as a Service van grote technologiebedrijven zal het aantal potentiële toepassingen doen toenemen. Data zijn in grote hoeveelheden beschikbaar en de volgende logische stap is het genereren van Smart Data uit Big Data en het begrijpen van de data. Referentieprojecten met bewezen zakelijk en strategische voordelen doet de aversie en de twijfel bij andere spelers wegsmelten.

 

Daarna gaan we ook de geoptimaliseerde end-to-endbesluitvormingsmogelijkheden en het verbeteringspotentieel ervan inzien. Hiermee bedoelen we het linken van wat we hebben geleerd via de digitale tweelingen over alle toepassingsgebieden heen. Dit proces strekt zich uit van het ontwerp over de ontwikkeling tot de aftersales. De geleerde lessen worden gebundeld en gevisualiseerd om het management te ondersteunen bij hun strategische beslissingen om nieuwe gebruikerstechnologieën te integreren. De end-to-enddekking van digitale tweelingen maakt een geoptimaliseerde automatisering van processen mogelijk, wat op zijn beurt een tweede golf efficiëntiewinsten met zich meebrengt.

 

Als derde ontwikkelingsstap binnen de komende vijf jaar zien we het toepassen van autonome optimalisatie van activa in productie, zonder menselijke tussenkomst. De standaardrobot wordt een slimme robot, die zichzelf programmeert voor de volgende taak.

 

Als afsluiter van het debat

 

De grenzen tussen gewone maakindustrie en machinebouw zullen - door AI-gedreven procesautomatisering en machinebesturing - steeds vager worden. Digitale tweelingen zullen fungeren als slimme softwaredrivers voor fysieke activa door de integratie in het Internet of Things (IoT). Dit zal realtime analyses, feedback en implementatie mogelijk maken. We zullen zien dat digitale tweelingen in alle ecosystemen en toeleveringsketens zullen worden ingezet, waarbij een volledige digitalisering van de toepassingsomgeving (klantrelaties of waardeketens) vereist is.

 

Digitale tweelingen zijn dus wel degelijk de essentie voor Industrie 4.0 en de digitalisering van de productie. Hun impact wordt doorgerold in de verschillende levenscyclusfasen van een product of fabriek met verschillende tools op diverse platforms. We blijven erbij dat ondanks de voorspelling, dat platformen goedkoper worden en over steeds meer gebruiksreferenties beschikken, een digitale tweeling toch wel erg toepassingsspecifiek blijft en maatwerk zal blijven vereisen.

 

Gerelateerd nieuws

Deze website gebruikt cookies om u een betere ervaring te bieden terwijl u deze site bezoekt. Meer info over cookies

Noodzakelijke cookies (zijn nodig voor de correcte werking van de website)


Enkel geselecteerde cookies accepteren | Instellingen wissen