Van tomatenplanten en bussen tot hele drinkwater- en elektriciteitsnetwerken, overal maken ingenieurs en onderzoekers een digitale kopie van. Wat is de toegevoegde waarde van die digital twins?

De ruimtevaart heeft de samenleving behalve een beter begrip van het universum ook tal van nieuwe technologieën gebracht. Een daarvan – en zeker niet de meest voor de hand liggende – is de laatste jaren sterk in opkomst: de digital twin. Hoewel het concept inmiddels bijna twintig jaar geleden al werd beschreven, was het een NASA-ingenieur die de term in 2010 voor het eerst gebruikte, al zoekend naar een manier om de werking van een ruimtevaartuig te simuleren.

 

Dynamische data

Een digital twin bestaat in de regel uit twee elementen: het werkelijke object en de virtuele, digitale versie ervan. Maar de twin heeft pas enig nut als een derde, verbindend element van goede kwaliteit is: de stroom aan dynamische data die voortdurend en in realtime informatie heen en weer stuurt.

De virtuele twin wordt steeds levensechter naarmate het meer data ontvangt van het werkelijke object. En andersom: het fysieke object kan leren van de simulaties door zijn virtuele evenknie.

 

Energienetwerk

Inmiddels is het lastig een techniekblad te openen zonder met de term ‘digital twin’ te worden geconfronteerd. Of het nu gaat om individuele producten of om hele processen, productielijnen en energienetwerken. Maar wat zit er achter die hype? Welke nieuwe mogelijkheden biedt het instrument? En is de piek van de populariteit al bereikt of gaan we de komende jaren alleen nog maar méér horen over digital twins?

Op zoek naar een antwoord op die vragen duikt De Ingenieur deze maand in de wereld van de digital twins. We spraken met experts die de digital twins maken of er dagelijks mee werken. Als geen ander zijn zij degenen die ons inzicht kunnen geven in de werkelijke waarde van de digital twin, voorbij de hype.


Voorspellend onderhoud

‘Drie jaar geleden had bij wijze van spreken nog bijna niemand het over digital twins’, zegt Erwin van Klaveren, team manager geo-informatiesystemen bij ingenieurs- en adviesbureau Sweco Nederland. ‘Het is absoluut een buzzwoord, een vergaarbak voor allerlei nieuwe ontwikkelingen zoals BIM dat een paar jaar geleden was’, beaamt zijn collega Tjeerd Hermsen, BIM-manager.

Sweco geeft naar eigen zeggen vorm aan de stad van de toekomst, maar een specifieke, eigen tool voor het maken van een digital twin is er niet. Dat zou ook niet zinvol zijn, leggen ze uit. ‘Wij bieden projecten altijd aan op basis van de behoeften van de klant’, zegt Van Klaveren. ‘We komen dus niet aan met specifiek gereedschap: dit is wat we hebben, dus zo gaan we het doen. Het is juist andersom: de opdrachtgever heeft een hoofdpijndossier – bijvoorbeeld, is de dijk wel sterk genoeg? – en wij zoeken daarvoor een passende oplossing. Onze eigen software en instrumenten kunnen we dan specifiek op de opdracht inrichten.’

 

Voor de Basisregistratie Grootschalige Topografie, een extreem nauwkeurige digitale kaart van Nederland waarop alle fysieke objecten zoals wegen, groen en gebouwen, staan afgebeeld, leveren Sweco-ingenieurs 3D-modellen. Beeld: Sweco

 

Meerwaarde

Een van de redenen dat opdrachtgevers lang niet altijd om een digital twin vragen, is omdat het digitaliseringvraagstuk nog volop in ontwikkeling is. Ook bij opdrachtgevers is vaak nog weinig bekend over de meerwaarde van digital twins. Dit gegeven maakt dat het concept van de digital twin nog weinig geïntegreerd is in adviesdiensten van ingenieursbureaus. 

'Terwijl de belangrijkste fase van een opdracht eigenlijk pas aanbreekt na oplevering: dan wordt het bouwwerk in gebruik genomen, vaak voor dertig tot vijftig jaar’, zegt Hermsen. Het zou beter zijn, zegt hij, als het BIM- model dat voor de bouw wordt gebruikt, al wordt gereedgemaakt om tijdens het gebruik van het bouwwerk door te leven als digital twin.

 

Betrouwbare data

Want het mag dan wel een modeterm zijn, Sweco is overtuigd van de meerwaarde van de digital twin. Die waarde staat of valt wel met de betrouwbaarheid en beschikbaarheid van data, zegt Van Klaveren, ‘niet alleen de data van het object zelf, maar ook van de omgeving waarmee het object interacteert’.

Zeker als de twin wordt gekoppeld aan AI-systemen (artificial intelligence), kan die domeinen als predictive maintenance een enorme impuls geven. ‘Voor het inspecteren van een brug of een wegdek zijn we nu vaak nog afhankelijk van periodieke inspecties. Met een digital twin kunnen we nu de tijd vooruitspoelen en weten we eerder en beter wanneer er actie moet worden ondernomen.’
 

VERDER LEZEN?

Lees het volledige verhaal over digitale tweelingen in het augustusnummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.

Ik koop het digitale augustusnummer voor € 7,50 
Ik neem een digitaal abonnement voor € 69,-

 

Openingsbeeld: WUR Communication Services