ICT-BASIS
In onze redactionele artikelen gaan wij er klakkeloos van uit dat iedere lezer volledig bekend is met de beschreven onderwerpen; blockchain, kwantumtechnologie, hyperconverged, low code, RPA enzovoort. De ene vakterm na de andere vliegt de lezer om de oren. Grote kans dat niet iedereen omtrent al deze thema’s van de hoed en de rand weet. Daarom zet ICT/Magazine vanaf nu af en toe de basis van een actueel thema uiteen. Na het lezen van dit artikel hebben digital twins geen geheimen meer voor u.
De Europese Unie geeft ruim € 800.000 subsidie aan het ‘Smart City Monitor’ project. Het project omvat de bouw van een digitale tweeling van de gemeente Den Bosch, om zo meer inzicht in bezoekers- en verkeersstromen te krijgen. In het bedrijfsleven worden digital twins al langer gebruikt om adequate analyses en voorspellingen uit te voeren.
Een digital twin is een virtuele versie van een fysiek object, proces of locatie. De tweeling dient als een real-time digitale versie. Digital twins maken complexe, dure of gevaarlijke processen veiliger, betaalbaarder en makkelijker. Het is een belangrijke technologie voor het realiseren van digitale transformatie. In een digital twin wordt elke individuele component, de interactie tussen die componenten en zelfs de omgeving waarin ze zich begeven digitaal gecreëerd. De digitale tweeling maakt gebruik van artificial intelligence om de effecten van veranderingen in het ontwerp, proces, tijd of omstandigheden te simuleren. Sensorinformatie wordt continu vanuit de ‘echte’ (fysieke) wereld verzameld tijdens de ontwikkeling, productie en operatie van nieuwe producten of diensten. Door deze constante dataflow reflecteren veranderingen in de echte wereld in de digital twin.
De achtergrond
Het concept digital twin werd in 2002 geïntroduceerd door Michael Grieves, verbonden aan het Florida Institute of Technology. In het verlengde van ontwikkelingen als cloud computing, IoT en virtual reality neemt het concept een steeds hogere vlucht. Digital twins kunnen een belangrijke schakel vormen in het verbeteren van efficiency in de bouw en de industrie. Overheden kunnen profiteren van de analytische kracht van digitale tweelingen, zo blijkt uit de subsidie voor het project in Den Bosch.
Monitoring en voorbereiding
Naast Den Bosch heeft ook Nijmegen de digitale tweelingstad omarmd. In het Fieldlab Grootschalige Evenementen Nijmegen werken organisaties samen aan een virtueel model van de stad. Dit moet het organisatie- en veiligheidsproces rond grote evenementen zoals de Vierdaagsefeesten verbeteren. Dit kan door de fysieke wereld op straat te vertalen in een digitaal-evenemententerrein, waardoor een organisator het echte terrein realistisch kan inrichten. In de driedimensionale interactieve kaart zie hij bijvoorbeeld of een vergunningsaanvraag in orde is. Een vergunningverlener kan het plan efficiënter toetsen aan eisen, omgeving en voorwaarden. Ook kun je in de tweelingstad ook bepaalde situaties simuleren, controleren en monitoren. Dit helpt om de te verwachten bezoekersstromen en drukte voor en tijdens het evenement goed te monitoren en te voorspellen. Crowdmanagement en handhaving worden een stuk eenvoudiger.
Dat geldt ook voor de Smart City Monitor van de gemeente Den Bosch. Naast inzicht in bezoekers- en verkeersstromen geeft de monitor data over bijvoorbeeld de luchtkwaliteit en de beleving van bezoekers. Deze verschillende data worden aan elkaar gekoppeld in de digital twin, wat belangrijke informatie oplevert voor voorspellingen en om met passende oplossingen te komen. Denk bijvoorbeeld aan slimme bevoorrading, duurzaam vervoer en verdere vergroening.
Weg van het buikgevoel
Nog steeds worden veel beslissingen genomen op basis van ervaring of gevoel. In het beste geval maakt onderzoek het mogelijk het effect van een maatregel achteraf te beoordelen. Neem de zogeheten passantentellingen. Deze registreren bijvoorbeeld hoeveel bezoekers shoppen in een bepaalde winkelstraat en wat het effect is van parkeerverboden of betaald parkeren. In een digitale twin kun je real-time scenario’s uitwerken en koppelen aan bepaalde sensordata, waardoor je een besluit eenvoudiger kan onderbouwen. Bovendien zijn investeringen voor analyses en onderzoek achteraf niet langer nodig. Besluiten worden genomen op basis van directe inzichten in plaats van aannames.
Sommige sectoren kunnen zelfs niet meer buiten digital twins. In het verleden werkten Formule 1 teams agile: in een soort scrum werden wijzigingen aan de bolide bedacht, tijdens de sprint gingen ingenieurs en monteurs aan de slag waarna de coureur een paar testrondjes reed en zijn bevindingen deelde. Zo werkt het niet meer. Met highperformance computing is een digitale kopie gecreëerd van de bolide, die wordt gevoed door sensordata. Op die manier worden driehonderd elementen in de wagen continu aangepast. Alle aanpassingen worden getoetst aan de feedback van de coureurs die in een simulator met de auto ‘racen’. Zo kunnen de engineers bepalen of een verandering ook werkelijk een verbetering is.
Hindernissen bij de adoptie
Ondanks de potentie van het concept worden digital twins nog niet overal toegepast. Ten eerste kost het opzetten en beheer van de omgeving veel geld. Alleen via een krachtig cloud-platform kun je voldoende computercapaciteit opbouwen om de modellen op te slaan en simulaties uit te voeren. Ook is er specifieke kennis nodig om goede modellen te bouwen. Er zijn immers nog weinig kant-en-klare modellen voorhanden. Ten slotte kost het veel tijd om de juiste real-time data te verzamelen. Zonder deze data heeft een digital twins weinig waarde. Anderzijds worden er op dit gebied steeds vaker as-a-service-applicaties aangeboden, waardoor de kosten dalen en het gebruiksgemak toeneemt. Kortom: het belang van digitale tweelingen zal alleen maar toenemen.
Lees ook:
- Wat is workflow management en welke rol speelt ICT hierin?
- 93% van ondernemingen kampt met onherstelbaar dataverlies
