De kracht en valkuilen van digitale tweelingen in productie

Over tien jaar zal er waarschijnlijk een digitale tweeling zijn voor consumentenapparatuur, industriële machines, het elektriciteitsnet, olie- en gasinfrastructuur en zelfs hele fabrieken. Maar hoewel digitale tweelingen nu hot zijn, is het niet altijd duidelijk wat er precies met de term wordt bedoeld. Hoewel het duidelijk is dat het op gegevens gebaseerde representaties van fysieke objecten zijn, varieert de resolutie van huidige digitale tweelingprojecten aanzienlijk. "Er zijn digitale tweelingen, digitale bijna-tweelingen, digitale 'look-alikes' en digitale 'wens-we-waren-gerelateerde'-graden van tweeling", zegt Dan Miklovic, een research fellow bij LNS Research. "We zien dat veel bedrijven tegenwoordig zeer kleine 'DNA-strengen' van digitale tweeling gebruiken, waarbij de technologie de komende jaren veel belangrijker wordt."

Begin 2018 is de digitale tweeling nog steeds een opkomende technologie, hoewel de wortels teruggaan tot 2003, toen Michael Grieves, Ph.D. introduceerde het concept in een executive course over Product Lifecycle Management aan de Universiteit van Michigan. Vorig jaar zette Gartner de technologie vast halverwege de eerste beklimming van de "Innovation Trigger"-fase van zijn hypecyclus, die nogal lijkt op een liftheuvel in een achtbaan waarvan de piek de "Peak of Inflated Expectations" wordt genoemd

Omdat digitale tweelingen een opkomende technologie zijn, blijven veel van hun beloften vaag en verweven met het marketingpraatje voor technologieën zoals IIoT, analyse, machine learning, kunstmatige intelligentie en cognitieve computing. Het basisidee is dat de digitale tweeling de productiviteit kan versterken en fysieke activa, processen of systemen kan optimaliseren. “De digitale tweeling is tegenwoordig de beste manier voor industriële bedrijven om te simuleren en te experimenteren zonder een productiesysteem aan te raken. U kunt modellen maken met behulp van nauwkeurige realtime gegevens. Dit is iets heel nieuws,” zei Poniewierski.

Bovendien kunnen digitale tweelingen tegelijkertijd de samenwerking stimuleren tussen werknemers die, nadat ze een digitale tweeling hebben gebruikt om een ​​probleem op te sporen, hun middelen kunnen bundelen om het aan te pakken. Voorgestelde voordelen van digitale tweelingen in de industriële ruimte zijn onder meer:​​fabrikanten helpen de kwaliteit van afgewerkte goederen te verbeteren, productieapparatuur voorzien van voorspellend onderhoud, fabrikanten helpen bij de overgang van de verkoop van industriële resultaten in plaats van discrete producten en industriële organisaties helpen hun machines te optimaliseren , producten, productielijnen of complete faciliteiten. Toevallig zijn al die voordelen rechtstreeks gekoppeld aan IIoT zelf.

Een van de belangrijkste voordelen van digitale tweelingtechnologie is het potentieel om experimenten te stimuleren. “Een fabrikant zou een digitale tweeling kunnen bouwen voor bijvoorbeeld een toepassing voor voorspellend onderhoud. Ze kunnen dan het echte gedrag van de machine trainen voor hun operators, machines en leveranciers, in wezen een realtime testbed bouwen om de kwaliteit van de productie te verbeteren, "zei Poniewierski. "Ze realiseren zich misschien dat experimenteren op live digitale tweelingen bijvoorbeeld één dollar kost, terwijl het uitvoeren van datzelfde experiment in een ontwikkelomgeving $ 100 kost."

Volgens Gartner heeft een digitale tweeling vier essentiële kenmerken, die allemaal nauw verwant zijn aan het 'ding' in een Internet of Things-project. Ten eerste is er een model van het 'ding' dat het vertegenwoordigt. Ten tweede zijn er gegevens over dat ding, zoals zijn identiteit, status en context. Ten derde is er de uniciteit van een tweeling. Met andere woorden, elke digitale tweeling komt overeen met een uniek object. Ten slotte bewaakt de digitale tweeling de status van een IoT-ding. "Je kunt de tweeling om informatie over het ding vragen", verklaarde Nick Jones, vice-president, vooraanstaande analist bij Gartner op het Gartner Symposium in november 2017 in Barcelona. Digital twins kunnen optioneel ook worden uitgerust met analyses voor toepassingen zoals voorspellend onderhoud. Er is ook de mogelijkheid voor digitale tweelingen om fysieke objecten te besturen. Ten slotte zijn sommige digitale tweelingen in staat om het 'ding' te simuleren dat ze moeten repliceren.

Voor alle duidelijkheid:het idee om geavanceerde modellen van fysieke producten te gebruiken is niet nieuw. Organisaties zoals NASA gebruiken al jaren geavanceerde simulaties voor ruimtevaartuigen. Wat digital twins onderscheidt, is hun verbinding met verbonden sensorgegevens die worden gestreamd vanaf IoT-compatibele objecten, waardoor ze inzichten kunnen ontdekken en acties kunnen starten op basis van sensoren en slimme machines en, in fabrieken, uitvoeringssystemen voor productie, waardoor de barrières tussen het fysieke en de digitale werelden. Hoewel het concept om die fysieke en virtuele modellen samen te brengen niet nieuw is, was het onvolledig, zoals Grieves opmerkte.

Fabrikanten kunnen ook digitale tweelingen inzetten die AI/machine learning-mogelijkheden aan de rand van een netwerk plaatsen om anomalieën te detecteren en gegevenspatronen op te sporen naast een gevoelig apparaat op de werkvloer.

Er zijn ook specifieke use-cases voor digitale tweelingtechnologie voorgesteld en in sommige gevallen gerealiseerd. Digitale tweelingen hebben bijvoorbeeld het potentieel om industriële bedrijven te helpen de kosten van productontwikkeling en onderhoudstaken op afstand te verlagen. Bovendien zouden bedrijven die tijdens de productontwikkeling sterk afhankelijk zijn van destructieve tests, een aanzienlijk deel hiervan virtueel kunnen uitvoeren. Een autobedrijf zou bijvoorbeeld digital twin-technologie kunnen gebruiken om de behoefte aan prototypes voor crashtests te verminderen. Evenzo kunnen bedrijven die sterk afhankelijk zijn van het bouwen van uitgebreide modellen en prototypen geld besparen door tijdens de productontwikkeling digitale tweelingen te gebruiken. Bovendien kunnen organisaties die waardevolle bedrijfsmiddelen op afgelegen locaties exploiteren, een digitale tweeling van de apparatuur gebruiken om de levensduur te simuleren, waardoor het minder nodig is om een ​​technicus naar die locatie te sturen om de status ervan te controleren. Digitale tweelingtechnologieën kunnen fabrikanten ook helpen het niveau van verfijning en bruikbaarheid van toekomstige projectgeneraties te verbeteren en tegelijkertijd de time-to-market te versnellen.

• Pagina 1
• Pagina 2