Een digitale tweeling is een virtuele representatie die dient als een realtime digitale tegenhanger van een fysiek object of proces uit de echte wereld. Het is irrelevant of de tegenhanger in de echte wereld al bestaat of in de toekomst zal bestaan. Hoewel het concept al eerder werd ontwikkeld (door Michael Grieves, destijds werkzaam aan de Universiteit van Michigan, in 2002), kwam de eerste praktische definitie van een digitale tweeling van NASA in 2010, in een poging om de simulatie van fysieke modellen van ruimtevaartuigen te verbeteren. Digitale tweelingen zijn het resultaat van continue verbeteringen in productontwerp en -engineering. Producttekeningen en technische specificaties zijn geëvolueerd van handgetekende schetsen naar computerondersteund ontwerp (CAD) en uiteindelijk naar modelgebaseerde systeemengineering.
De digitale tweeling van een fysiek object is afhankelijk van de algehele digitale ontwikkeling, de "digitale draad"—het laagste niveau van het ontwerp en de specificatie voor een digitale tweeling. De "tweeling" vertrouwt op de digitale draad om de nauwkeurigheid te behouden. Wijzigingen in het productontwerp worden doorgevoerd met behulp van wijzigingsopdrachten (ECO's). Een wijzigingsopdracht die op een component wordt toegepast, resulteert in een nieuwe versie van de digitale tweeling.
Digitale draad
Digitale draad wordt gedefinieerd als "het gebruik van digitale tools en representaties voor ontwerp, evaluatie en levenscyclusbeheer".
De term "Digitale Draad" werd voor het eerst gebruikt in het rapport "Global Horizons 2013" van de USAF Global Science and Technology Vision Task Force.
De term 'Digitale Draad' werd verder verfijnd door Singh en Willcox van MIT in hun artikel uit 2018 getiteld "Engineering with a Digital Thread". In dit academische artikel wordt de term 'Digitale Draad' gedefinieerd als "een datagestuurde architectuur die informatie uit de gehele productlevenscyclus met elkaar verbindt en bedoeld is om te allen tijde te dienen als het primaire of gezaghebbende data- en communicatieplatform voor de producten van een organisatie."
In engere zin wordt de term 'digitale draad' ook gebruikt om te verwijzen naar het laagste ontwerp- en specificatieniveau voor een digitale representatie van een fysiek object. De digitale draad is een cruciale functionaliteit in modelgebaseerde systeemtechniek (MBSE) en de basis voor een digitale tweeling.
De term 'digitale draad' wordt ook gebruikt om de traceerbaarheid van de digitale tweeling te beschrijven naar de eisen, onderdelen en besturingssystemen waaruit het fysieke object bestaat.
Slimme fabriek - Bedrijfsrelevante concepten toepassen in Duitsland
De grafiek toont de resultaten van een enquête uit 2017 onder directeuren van Duitse industriële bedrijven over de technologieën die momenteel en in de toekomst in slimme fabrieken worden gebruikt. 23 procent van de respondenten gaf aan dat ze momenteel de digitale tweeling van hun producten in hun slimme fabriek gebruiken. 43 procent gaf aan dat ze van plan zijn om de digitale tweeling van hun producten in de toekomst te gebruiken.
Dit geldt ook voor autonome interne logistiek: 17% gaf aan dit momenteel (2017) te gebruiken. 35% is van plan dit tegen 2022 te implementeren.
Hoe relevant zijn de volgende concepten voor uw bedrijf?
Gebruik over vijf jaar (2022)
- Datagestuurde resourceoptimalisatie – 77%
- Geïntegreerde planning – 61%
- Proces- en kwaliteitsoptimalisatie op basis van big data – 65%
- Modulaire productie-installaties – 36%
- Netwerkfabriek / Verbonden fabriek – 60%
- Voorspellend onderhoud – 66%
- Procesvisualisatie/automatisering – 62%
- Digitale tweeling van het product – 43%
- Digitale tweeling van de fabriek / Digitale tweeling van de fabriek – 44%
- Digitale tweeling van de productie-installatie / Digitale tweeling van de productie-installatie – 39%
- Flexibele productiemethoden / Flexibele productiemethoden – 34%
- Autonome interne logistiek – 35%
- Overdracht van productieparameters – 32%
- Volledig autonome digitale fabriek – 11%
Gebruik vandaag (2017)
- Datagestuurde resourceoptimalisatie – 52%
- Geïntegreerde planning – 32%
- Proces- en kwaliteitsoptimalisatie op basis van big data – 30%
- Modulaire productie-installaties – 29%
- Netwerkfabriek / Verbonden fabriek – 29%
- Voorspellend onderhoud – 28%
- Procesvisualisatie/automatisering – 28%
- Digitale tweeling van het product – 23%
- Digitale tweeling van de fabriek / Digitale tweeling van de fabriek – 19%
- Digitale tweeling van de productie-installatie / Digitale tweeling van de productie-installatie – 18%
- Flexibele productiemethoden / Flexibele productiemethoden – 18%
- Autonome interne logistiek – 17%
- Overdracht van productieparameters – 16%
- Volledig autonome digitale fabriek – 5%
Er werd een enquête gehouden onder directeuren van Duitse industriële bedrijven. De vraag luidde als volgt: "Hoe relevant zijn de volgende concepten voor uw bedrijf?" De bron geeft geen informatie over de gebruikte enquêtemethodologie of over scores die hoger zijn dan 100 procent.
Digitale tweelingen werden voor het eerst geïntroduceerd door David Gelernter in zijn boek *Mirror Worlds* uit 1991. Zowel in de industrie als in academische publicaties wordt algemeen erkend dat Michael Grieves van het Florida Institute of Technology de eerste was die het concept van de digitale tweeling toepaste op de productie. Het concept en het model van de digitale tweeling werden in 2002 door Grieves, destijds werkzaam aan de Universiteit van Michigan, publiekelijk gepresenteerd op een conferentie van de Society of Manufacturing Engineers in Troy, Michigan. Grieves stelde de digitale tweeling voor als een conceptueel model voor productlevenscyclusbeheer (PLM).
Het concept, dat verschillende namen had, werd later door John Vickers van NASA in een roadmaprapport uit 2010 aangeduid als een 'digitale tweeling'. Het concept van de digitale tweeling bestaat uit drie verschillende onderdelen:
- het fysieke product
- het digitale/virtuele product
- en de data- en informatieverbindingen tussen de twee producten.
De verbindingen tussen het fysieke product en het digitale/virtuele product bestaan uit gegevens die van het fysieke product naar het digitale/virtuele product stromen, en informatie die vanuit het digitale/virtuele product beschikbaar is in de fysieke omgeving.
Het concept werd later onderverdeeld in typen. De typen zijn:
- digitaal tweelingprototype (DTP),
- de digitale tweelinginstantie (DTI)
- en de digitale tweelingeenheid (DTA).
De ontwerp- en planningsfase (Design Planning, DTP) omvat de ontwerpen, analyses en processen voor de realisatie van een fysiek product. De DTP bestaat vóór het fysieke product. De digitale tweelinginformatie (Digital Twin Information, DTI) is de digitale tweeling van elk individueel exemplaar van het product zodra het is geproduceerd. De digitale handelsinformatie (Digital Trading Information, DTA) is de samenvoeging van DTI's, waarvan de gegevens en informatie kunnen worden gebruikt voor het opvragen van informatie over het fysieke product, prognoses en machine learning. De specifieke informatie in de digitale tweelingen wordt bepaald door de gebruiksscenario's. De digitale tweeling is een logische constructie, wat betekent dat de daadwerkelijke gegevens en informatie zich in andere applicaties kunnen bevinden.
Bovendien kan de digitale tweeling worden onderverdeeld in drie subcategorieën, afhankelijk van de mate van integratie, oftewel de verschillende niveaus van data- en informatiestromen die kunnen plaatsvinden tussen het fysieke onderdeel en de digitale kopie:
- Digitaal model (DM),
- Digitale Schaduw (DS)
- en de digitale tweeling.
Een digitale tweeling op de werkplek wordt vaak beschouwd als onderdeel van robotprocesautomatisering (RPA) en behoort volgens brancheanalist Gartner tot de bredere en opkomende categorie van 'hyperautomatisering'.
Voorbeelden van digitale tweelingen
Een voorbeeld van hoe digitale tweelingen worden gebruikt om machines te optimaliseren, is het onderhoud van energiecentrales zoals turbines, straalmotoren en locomotieven.
Een ander voorbeeld van digitale tweelingen is het gebruik van 3D-modellen om digitale metgezellen te creëren voor fysieke objecten. Hierdoor kan de status van het daadwerkelijke fysieke object worden weergegeven, wat een manier biedt om fysieke objecten in de digitale wereld te projecteren. Als sensoren bijvoorbeeld gegevens verzamelen van een verbonden apparaat, kunnen deze sensorgegevens worden gebruikt om een kopie van de status van het apparaat in realtime bij te werken als een 'digitale tweeling'. De term 'apparaatschaduw' wordt ook gebruikt voor het concept van de digitale tweeling. De digitale tweeling is bedoeld als een actuele en nauwkeurige kopie van de eigenschappen en statussen van het fysieke object, inclusief vorm, positie, gebaren, status en beweging.
Een digitale tweeling kan ook worden gebruikt voor monitoring, diagnose en prognoses om de prestaties en het gebruik van bedrijfsmiddelen te optimaliseren. Op dit gebied kunnen sensorgegevens worden gecombineerd met historische gegevens, menselijke expertise en leerervaringen uit vloot- en simulatieprogramma's om de prognoseresultaten te verbeteren. Complexe prognose- en intelligente onderhoudsplatformen kunnen daarom gebruikmaken van digitale tweelingen om de oorzaak van problemen te achterhalen en de productiviteit te verhogen.
Digitale tweelingen van autonome voertuigen en hun sensoren, ingebed in een verkeers- en omgevingssimulatie, zijn ook voorgesteld als een manier om de aanzienlijke uitdagingen bij de ontwikkeling, het testen en de validatie van toepassingen in de automobielindustrie te overwinnen, met name wanneer de relevante algoritmen gebaseerd zijn op benaderingen van kunstmatige intelligentie die uitgebreide trainings- en validatiegegevenssets vereisen.
Productie-industrie
De fysieke, gefabriceerde objecten worden gevirtualiseerd en weergegeven als digitale tweelingmodellen (avatars) die naadloos en nauw geïntegreerd zijn in zowel de fysieke als de cyberspace. Fysieke objecten en tweelingmodellen interageren op een manier die voor beide partijen voordelig is.
Dynamiek op sectorniveau
De digitale tweeling transformeert het gehele productlevenscyclusbeheer (PLM), van ontwerp en productie tot service en gebruik. Momenteel is PLM erg tijdrovend wat betreft efficiëntie, productie, intelligentie, servicefasen en duurzaamheid in productontwerp. Een digitale tweeling kan de fysieke en virtuele ruimtes van een product samenvoegen. Het stelt bedrijven in staat een digitale voetafdruk van al hun producten te creëren, van ontwerp en ontwikkeling tot de volledige levenscyclus. Over het algemeen worden productie-industrieën aanzienlijk beïnvloed door digitale tweelingen. In het productieproces is de digitale tweeling een virtuele replica van de realtime activiteiten op de fabrieksvloer. Duizenden sensoren zijn verspreid over het fysieke productieproces en verzamelen gegevens uit verschillende dimensies, zoals omgevingsomstandigheden, machinegedrag en uitgevoerde werkzaamheden. Al deze gegevens worden continu verzonden en verzameld door de digitale tweeling. Dankzij het Internet of Things (IoT) zijn digitale tweelingen betaalbaarder geworden en zouden ze de toekomst van de maakindustrie kunnen vormgeven. Een voordeel voor ingenieurs is het daadwerkelijke gebruik van producten die virtueel zijn ontworpen met behulp van de digitale tweeling. Geavanceerde methoden voor product- en installatieonderhoud en -beheer worden steeds toegankelijker, doordat er een digitale kopie van het daadwerkelijke product met realtime mogelijkheden beschikbaar is.
Digitale tweelingen bieden aanzienlijke zakelijke mogelijkheden omdat ze de toekomst voorspellen in plaats van het verleden van het productieproces te analyseren. De weergave van de werkelijkheid die door digitale tweelingen wordt gecreëerd, stelt fabrikanten in staat om te evolueren naar ex-ante bedrijfspraktijken. De toekomst van de productie is gebaseerd op de volgende zes aspecten:
- Schaalbaarheid,
- Modulariteit,
- flexibiliteit
- Autonomie,
- Connectiviteit
- en digitale tweeling.
Door de toenemende digitalisering van individuele fasen in een productieproces ontstaan er mogelijkheden om de productiviteit te verhogen. Dit begint met modulariteit en leidt tot een grotere efficiëntie in het productiesysteem. Bovendien maakt autonomie het mogelijk dat het productiesysteem efficiënt en intelligent reageert op onverwachte gebeurtenissen. Ten slotte sluit connectiviteit, zoals het Internet of Things, de digitaliseringscyclus af door de daaropvolgende productontwerp- en marketingcyclus te optimaliseren voor betere prestaties. Dit kan leiden tot een hogere klanttevredenheid en loyaliteit als producten een probleem kunnen detecteren voordat het zich daadwerkelijk voordoet. Naarmate de kosten voor opslag en gegevensverwerking blijven dalen, nemen ook de potentiële toepassingen van digitale tweelingen toe.
Industriële productie van technische producten
De digitale tweeling is van bijzonder belang voor de industrie. Het bestaan en gebruik ervan in industriële waardecreatieprocessen kan bedrijven een doorslaggevend concurrentievoordeel opleveren. Dit geldt met name sinds het begin van de jaren 2010, toen het Internet of Things (IoT) de productie mogelijk maakte van digitaal gestuurde en netwerkgekoppelde producten van allerlei aard, samen met geïntegreerde diensten.
In de industrie bestaan digitale tweelingen bijvoorbeeld voor producten, productiefaciliteiten, processen en diensten. Ze kunnen zelfs vóór de fysieke tweeling bestaan, zoals ontwerpmodellen van toekomstige producten. En ze kunnen worden gebruikt om gegevens uit het gebruik van de fysieke tweelingen te analyseren en te evalueren. Ze dienen een breed scala aan doeleinden en functies.
Hun specifieke waarde voor de industrie komt voort uit het feit dat fysieke prototypes overbodig worden en dat het gedrag, de functionaliteit en de kwaliteit van het daadwerkelijke product in alle relevante aspecten gesimuleerd kunnen worden. Deze waarde kan worden benut voor alle onderdelen van de waardeketen gedurende de gehele levenscyclus van producten, systemen en diensten.
Een digitale tweeling kan vele verschillende vormen aannemen. Zo kan deze bijvoorbeeld gebaseerd zijn op een gedragsmodel van de systeemontwikkeling, een 3D-model of een functioneel model dat de mechanische, elektronische en andere eigenschappen en prestatiekenmerken van de echte tweeling realistisch en volledig weergeeft tijdens een modelgebaseerd ontwerpproces.
De verschillende digitale tweelingen kunnen met elkaar worden verbonden en maken uitgebreide communicatie en interactie met hun fysieke tegenhangers mogelijk. Dit wordt ook wel een digitale draad genoemd die door de gehele productlevenscyclus loopt en aanvullende productrelevante informatie kan bevatten. Een bedrijf profiteert het meest van zo'n continue digitale draad, die optimalisatie mogelijk maakt in diverse waardecreatieprocessen en de benutting van een breed scala aan digitale bedrijfsmodellen voor aangeboden producten of diensten.
Productietechniek is slechts één van de vele industriële toepassingen. Digitale tweelingen brengen systemen in kaart gedurende hun hele levenscyclus (ontwerp, constructie, gebruik en recycling). Zelfs in de planningsfase kunnen ingenieurs simulatiemodellen gebruiken om processen te optimaliseren. Zodra het systeem operationeel is, kunnen dezelfde simulatiemodellen worden gebruikt om processen verder te optimaliseren en de productie te transformeren.
Transportsector en digitaal supply chain management
In de transport- en opslagsector ontwikkelen internationale logistieke bedrijven zoals DHL en UPS continu nieuwe toepassingen voor digitale tweelingen, zoals track & trace en de intelligente aansturing van magazijnen en complete havenfaciliteiten. Softwarefabrikanten zoals SAP en Oracle breiden hun ERP-systemen uit en bieden nieuwe IT-oplossingen aan, zoals digitale supply chains voor supply chain management.
Productie- en ordercontrole
Het concept van de digitale tweeling wordt steeds vaker toegepast in productiecontrole, logistiek en inkoop. Hierdoor kan het concept nauw worden gekoppeld aan de methoden en instrumenten van regeltechniek en automatiseringstechnologie.
Stedenbouw en bouw (bouwsector)
Geografische digitale tweelingen zijn populair geworden in de stedenbouwkunde vanwege de toenemende interesse in digitale technologie binnen de smart cities-beweging. Deze digitale tweelingen worden vaak voorgesteld als interactieve platforms voor het vastleggen en visualiseren van 3D- en 4D-ruimtelijke data in realtime, om zo stedelijke omgevingen (steden) en de daarin aanwezige data te modelleren.
Visualisatietechnologieën zoals augmented reality (AR)-systemen worden gebruikt als samenwerkingstools voor ontwerp en planning in de gebouwde omgeving, en voor het integreren van datafeeds van ingebouwde sensoren in steden en API-services om digitale tweelingen te creëren. AR maakt het bijvoorbeeld mogelijk om augmented reality-kaarten, gebouwen en data op tafelbladen te projecteren, zodat bouwprofessionals deze gezamenlijk kunnen bekijken.
In de bouwsector worden planning, ontwerp, bouw, exploitatie en onderhoud steeds meer gedigitaliseerd – mede door de introductie van BIM-processen (Building Information Modeling) – en digitale tweelingen van gebouwen worden gezien als een logische uitbreiding, zowel op het niveau van individuele gebouwen als op nationaal niveau. In het Verenigd Koninkrijk publiceerde het Centre for Digital Built Britain bijvoorbeeld in november 2018 de Gemini Principles, waarin de principes voor de ontwikkeling van een "nationale digitale tweeling" worden uiteengezet.
Een van de eerste voorbeelden van een werkende "digitale tweeling" werd in 1996 geïmplementeerd tijdens de bouw van de Heathrow Express-faciliteiten in Terminal 1 van Heathrow Airport. Adviesbureau Mott MacDonald en BIM-pionier Jonathan Ingram koppelden bewegingssensoren in de damwand en boorgaten aan het digitale objectmodel om beweging binnen het model weer te geven. Er werd een digitaal injectieobject gecreëerd om de effecten te monitoren van het in de grond pompen van grout om bodembewegingen te stabiliseren.
gezondheidszorgsector
De gezondheidszorg wordt beschouwd als een sector die wordt getransformeerd door digitale tweelingtechnologie. Het concept van digitale tweelingen in de gezondheidszorg werd oorspronkelijk voorgesteld en voor het eerst geïmplementeerd voor voorspellende analyses van producten of apparaten. Met een digitale tweeling kunnen levens in de geneeskunde, sport en het onderwijs worden verbeterd door een meer datagedreven aanpak van de gezondheidszorg te hanteren. De beschikbaarheid van technologie maakt het mogelijk om gepersonaliseerde patiëntmodellen te creëren die continu kunnen worden bijgewerkt op basis van verzamelde gezondheids- en leefstijlparameters. Dit kan uiteindelijk leiden tot een virtuele patiënt die de gezondheidsstatus van een individu gedetailleerd beschrijft, in plaats van alleen te vertrouwen op gegevens uit het verleden. Bovendien maakt de digitale tweeling het mogelijk om de gegevens van een individu te vergelijken met die van de bevolking om patronen gemakkelijker en met een hoge mate van nauwkeurigheid te identificeren. Het grootste voordeel van digitale tweelingen voor de gezondheidszorg is de mogelijkheid om de zorg af te stemmen op de individuele reacties van de patiënt. Digitale tweelingen zullen niet alleen leiden tot nauwkeurigere definities van de gezondheid van een individuele patiënt, maar zullen ook het beeld van een gezonde patiënt veranderen. Voorheen werd "gezond" gedefinieerd als de afwezigheid van tekenen van ziekte. Nu kunnen "gezonde" patiënten worden vergeleken met de rest van de bevolking om de werkelijke gezondheid te definiëren. De opkomst van digitale tweelingen in de gezondheidszorg brengt echter ook enkele nadelen met zich mee. Digitale tweelingen kunnen leiden tot ongelijkheid, omdat de technologie mogelijk niet voor iedereen toegankelijk is en de kloof tussen rijk en arm kan vergroten. Bovendien kunnen digitale tweelingen patronen binnen een populatie detecteren die tot discriminatie kunnen leiden.
Geneeskunde / Chirurgie
Het concept van de digitale tweeling wint ook aan populariteit in de geneeskunde, waar een virtuele representatie van een patiënt wordt gecreëerd om medische procedures te simuleren. Dit stelt artsen in staat zich vóór de behandeling vertrouwd te maken met de specifieke situatie van de patiënt. Bij chirurgische ingrepen kunnen patiëntspecifieke implantaten (bijvoorbeeld kunstgewrichten) worden geprefabriceerd en nauwkeurig worden ingebracht, wat leidt tot betere chirurgische resultaten en een sneller herstel.
automobielindustrie
De auto-industrie heeft een enorme impuls gekregen door digitale tweelingtechnologie. Digitale tweelingen worden in de auto-industrie ingezet door bestaande data te gebruiken om processen te vereenvoudigen en de kosten te verlagen. Autotechnici vullen de bestaande fysieke materialen aan met softwarematige digitale mogelijkheden. Een concreet voorbeeld van digitale tweelingtechnologie in de auto-industrie is dat autotechnici digitale tweelingtechnologie combineren met de analysetools van het bedrijf om te analyseren hoe een bepaalde auto wordt bestuurd. Hierdoor kunnen ze nieuwe functies voor de auto voorstellen die het aantal ongelukken op de weg kunnen verminderen, iets wat voorheen onmogelijk was om in zo'n korte tijd te bereiken.
De kenmerken van digitale tweelingtechnologie
Digitale technologieën bezitten bepaalde kenmerken die ze onderscheiden van andere technologieën. Deze kenmerken hebben op hun beurt specifieke gevolgen. Digitale tweelingen vertonen de volgende kenmerken.
Connectiviteit
Een van de belangrijkste kenmerken van digitale tweelingtechnologie is de connectiviteit. De recente ontwikkeling van het Internet of Things (IoT) geeft aanleiding tot talloze nieuwe technologieën. De ontwikkeling van het IoT stimuleert ook de ontwikkeling van digitale tweelingtechnologie. Deze technologie deelt veel eigenschappen met het IoT, met name de connectiviteit. De technologie maakt in de eerste plaats connectiviteit mogelijk tussen het fysieke component en zijn digitale tegenhanger. Deze verbinding vormt de basis van de digitale tweeling, zonder welke digitale tweelingtechnologie niet zou bestaan. Zoals beschreven in de vorige sectie, wordt deze connectiviteit tot stand gebracht door sensoren op het fysieke product die gegevens verzamelen en deze gegevens integreren en communiceren via verschillende integratietechnologieën. Digitale tweelingtechnologie maakt een verbeterde connectiviteit mogelijk tussen bedrijven, producten en klanten. De connectiviteit tussen partners in een toeleveringsketen kan bijvoorbeeld worden verbeterd door hen de mogelijkheid te bieden de digitale tweeling van een product of asset te raadplegen. Deze partners kunnen vervolgens de status van dat product controleren door simpelweg toegang te krijgen tot de digitale tweeling.
Ook de verbinding met klanten kan worden verbeterd.
Servitization verwijst naar het proces waarbij bedrijven waarde toevoegen aan hun kernaanbod door middel van diensten. In het geval van motoren is de productie van de motor het kernaanbod van deze organisatie, die vervolgens toegevoegde waarde biedt door een service voor motorinspectie en -onderhoud aan te bieden.
Servitisatie
Servitization is een innovatie in het bedrijfsmodel die relevant is voor productiebedrijven. Het verwijst naar de verschuiving in hun bestaande productportfolio van uitsluitend tastbare goederen naar een combinatie van goederen en diensten. Het weerspiegelt daarmee de algemene economische trend naar een dienstgerichte samenleving op bedrijfsniveau.
Voorbeelden van servitization bestaan al meer dan 100 jaar. Het onderwerp heeft echter de laatste twintig jaar snel aan belang gewonnen, omdat bedrijven in landen met hoge lonen, zoals Duitsland, het door de globalisering zien als een manier om zich te beschermen tegen concurrentie uit landen met lage lonen. In de academische wereld heeft servitization zich, mede dankzij een onderzoeksartikel van Sandra Vandermerwe en Juan Rada, gevestigd als een zelfstandig onderzoeksonderwerp.
Homogenisatie
Digitale tweelingen kunnen worden gekarakteriseerd als een digitale technologie die zowel een gevolg als een aanjager is van datahomogenisatie. Omdat elk type informatie of inhoud nu in dezelfde digitale vorm kan worden opgeslagen en verzonden, kan een virtuele representatie van het product (in de vorm van een digitale tweeling) worden gecreëerd, waardoor de informatie losgekoppeld wordt van de fysieke vorm. De homogenisatie van data en de ontkoppeling van informatie van het fysieke artefact hebben zo de opkomst van digitale tweelingen mogelijk gemaakt. Digitale tweelingen maken het ook mogelijk om steeds grotere hoeveelheden informatie over fysieke producten digitaal op te slaan en deze los te koppelen van het product zelf.
Naarmate data steeds meer gedigitaliseerd wordt, kan deze snel en kostenefficiënt worden overgedragen, opgeslagen en verwerkt. Volgens de wet van Moore zal de rekenkracht de komende jaren exponentieel blijven toenemen, terwijl de kosten van dataverwerking aanzienlijk zullen dalen. Dit zou leiden tot lagere marginale kosten voor de ontwikkeling van digitale tweelingen en het relatief veel goedkoper maken om problemen te testen, te voorspellen en op te lossen met behulp van virtuele representaties, in plaats van ze te testen op fysieke modellen en te wachten tot fysieke producten kapot gaan voordat er actie wordt ondernomen.
Een ander gevolg van de homogenisering en ontkoppeling van informatie is de convergentie van de gebruikerservaring. Naarmate informatie van fysieke objecten wordt gedigitaliseerd, kan één enkel object een veelheid aan nieuwe mogelijkheden bieden. Digitale tweelingtechnologie maakt het mogelijk om gedetailleerde informatie over een fysiek object te delen met een groter aantal gebruikers, ongeacht locatie of tijdstip. In zijn whitepaper over digitale tweelingtechnologie in de maakindustrie merkt Michael Grieves het volgende op met betrekking tot de gevolgen van de homogenisering die door digitale tweelingen mogelijk wordt gemaakt:
Vroeger hadden fabrieksmanagers kantoren met uitzicht op de fabriek, waardoor ze een goed beeld kregen van wat er op de werkvloer gebeurde. Met de digitale tweeling heeft niet alleen de fabrieksmanager, maar iedereen die betrokken is bij de fabrieksproductie, hetzelfde virtuele venster, niet alleen op één fabriek, maar op alle fabrieken wereldwijd.
Herprogrammeerbaar en intelligent
Zoals eerder vermeld, maakt een digitale tweeling het mogelijk om een fysiek product op een specifieke manier te herprogrammeren. Bovendien kan de digitale tweeling ook automatisch worden herprogrammeerd met behulp van sensoren op het fysieke product, kunstmatige intelligentietechnologieën en voorspellende analyses. Een gevolg van deze herprogrammeerbaarheid is het ontstaan van nieuwe functionaliteiten. Om het voorbeeld van een motor er weer bij te nemen: digitale tweelingen kunnen worden gebruikt om gegevens over de prestaties van de motor te verzamelen en, indien nodig, de motor aan te passen en een nieuwere versie van het product te creëren. Ook onderhoud kan worden gezien als een gevolg van herprogrammeerbaarheid. Fabrikanten kunnen verantwoordelijk zijn voor het monitoren van de digitale tweeling, het uitvoeren van aanpassingen of het herprogrammeren ervan wanneer nodig, en ze kunnen dit als een extra service aanbieden.
Digitale sporen
Een ander kenmerk is dat digitale tweelingtechnologieën digitale sporen achterlaten. Deze sporen kunnen door ingenieurs worden gebruikt om bijvoorbeeld de geschiedenis van de digitale tweeling te controleren in geval van een machinestoring, om zo de oorzaak van het probleem te achterhalen. In de toekomst kunnen fabrikanten van deze machines deze diagnoses ook gebruiken om hun ontwerpen te verbeteren en zo de frequentie van dezelfde storingen te verminderen.
Modulariteit
In de context van de maakindustrie kan modulariteit worden omschreven als het ontwerpen en aanpassen van producten en productiemodules. Door modulariteit toe te voegen aan productiemodellen, krijgen fabrikanten de mogelijkheid om modellen en machines te optimaliseren. Digitale tweelingtechnologie stelt fabrikanten in staat om de machines in gebruik te volgen en potentiële verbeterpunten te identificeren. Met modulaire machines kunnen fabrikanten digitale tweelingtechnologie gebruiken om te bepalen welke componenten de machineprestaties beïnvloeden en deze te vervangen door beter geschikte componenten om het productieproces te verbeteren.
Zoekt u technisch en strategisch advies voor de 3D-visualisatie van digitale tweelingen en augmented/extended reality-oplossingen? Xpert.Digital kan u helpen!
Ik sta graag tot uw beschikking als persoonlijk adviseur voor augmented/extended reality-oplossingen.
U kunt contact met mij opnemen door onderstaand contactformulier in te vullen of mij te bellen op +49 7348 4088 965 .
Ik kijk uit naar ons gezamenlijke project.
Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein
Xpert.Digital is een platform voor de industrie, gericht op digitalisering, werktuigbouwkunde, logistiek/intralogistiek en fotovoltaïsche energie.
Met onze 360°-oplossing voor bedrijfsontwikkeling ondersteunen we gerenommeerde bedrijven van acquisitie tot aftersales.
Marktinformatie, social media marketing, marketingautomatisering, contentontwikkeling, PR, mailcampagnes, gepersonaliseerde social media en lead nurturing behoren tot onze digitale tools.
Meer informatie vindt u op: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus


