Digital Twin Technologie - van concept naar realiteit
Digitale tweelingen zijn de volgende stap in de evolutie van simulatietechnologie. De eerste ontwikkelingen begonnen in de 21e eeuw, van computergestuurde simulaties tot de creatie van AutoCAD en andere simulatietoepassingen die zijn uitgegroeid tot de huidige systeemontwerpprogramma's. Technologie zoals meer rekenkracht en betrouwbare sensoren heeft digitale tweelingen tot een reële mogelijkheid gemaakt.
Wat zijn digitale tweelingen precies?
De digitale tweeling is een oplossing om de fysieke en digitale wereld te helpen overbruggen. Digital twins tillen 3D-modellering naar een hoger niveau door meer dan alleen statische informatie vast te leggen en een live e-model van het product te worden. Sensoren leggen dynamische gegevens vast die de nauwkeurige toestand van het product weergeven om gebieden als preventie, probleemoplossing en kwaliteitsbeheer beter te ondersteunen. Het biedt haalbare en realistische simulaties die zullen of zouden kunnen gebeuren met een product. Om het in eenvoudigere termen te zeggen, zoals gedefinieerd door IBM: "De digital twin is de virtuele representatie van een fysiek object of systeem gedurende zijn levenscyclus. Het maakt gebruik van real-time gegevens en andere bronnen om te kunnen leren, redeneren en dynamisch te herkalibreren voor verbeterde besluitvorming."
De belangrijkste gemeenschappelijke kenmerken van een digitale tweeling die DHL geeft, zijn:
1. Een digitale tweeling simuleert zowel de fysieke toestand als het gedrag van het ding
2. Een digitale tweeling is uniek, geassocieerd met een enkele, specifieke instantie van het ding
3. Een digitale tweeling is verbonden met het ding en werkt zichzelf bij als reactie op bekende veranderingen in de toestand, conditie of context van het ding.
4. Een digitale tweeling biedt waarde door visualisaties, analyse, voorspelling of optimalisatie
Effecten in de toeleveringsketen en logistieke sector
Digital twins werden in het beginstadium gebruikt voor producten met een hoge waarde en hoge kriticiteit, zoals lucht- en ruimtevaart en defensie. Nu beginnen bedrijven gegevens te verzamelen voor het gebruik van digitale tweelingen buiten deze sectoren. Dit kan een grote invloed hebben op de levenscyclus van het product en de productie.
Levenscyclus van het product
- Snellere ontwerpiteraties
- Lagere ontwikkelingskosten door minder fysieke prototypes
- Concurrentievoordeel door een product snel op de markt te brengen
- Grotere betrouwbaarheid van het eindproduct
Productie:
- Gedefinieerde specificaties voor leveranciers, waardoor geoptimaliseerde verzend- en productieontwerpen ontstaan
- Modellen met specifieke onderdelen en materialen voor alle producten
- Realistische simulaties uitvoeren voor lay-outs, processen en materiaalstromen voordat de faciliteit wordt gecreëerd
- Problemen met producten oplossen om de hoofdoorzaken te vinden en toekomstige prestaties te optimaliseren
Uitdagingen
De grootste uitdaging voor digital twins in de logistieke sector is de kwaliteit van de gegevens. De huidige digitale tweelingen zijn geen exacte e-replica's van het product. Dit komt omdat het extreem duur is om gegevens zoals de fysieke, chemische, elektrische en thermische staat van een product te verzamelen en te schonen. Om dit te omzeilen gebruiken ingenieurs aannames en vereenvoudigen ze hun modellen.
Het verzamelen van gegevens van hoge kwaliteit kan duur zijn, waardoor de vraag rijst of het implementeren van digitale tweelingen de moeite waard is. Hoogwaardige en bedrijfskritische industrieën zullen digital twins blijven uitbreiden, maar in de nabije toekomst zullen we wellicht geen adoptie zien in de commerciële industrie.