Onderliggende concepten

De enorme veelzijdigheid aan mogelijkheden van Digital Twins maakt het belangrijk een goede structuur te brengen. Om communicatie over Digital Twins te verbeteren en verwarring te voorkomen introduceren we enkele van de belangrijkste onderliggende concepten om Digital Twin implementaties goed te kunnen definiëren en typeren.

Veel technologie wordt tegenwoordig bestempeld als een digital twin, vaak ook onterecht. En zelfs al wordt gesproken over echte digital twins, dan komen deze in vele gedaanten voor. Dit komt doordat verschillende delen van de samenleving en industriën verschillende eisen en verwachtingen hebben op het gebied van digital twins. We kunnen echter een aantal gemeenschappelijke concepten onderscheiden, die we kunnen gebruiken als definiërende kenmerken van digital twins.

Eerst en vooral weerspiegelen digital twins de huidige of toekomstige fysieke wereld. Zij moeten daarom op zijn minst bestaan uit fysieke assets (objecten of mensen) met interacties in processen die voor beide zijn gemodelleerd. Bovendien moeten deze bedrijfsmiddelen identificeerbaar zijn via een uniek ID, anders kunnen we niet weten hoe we interacties in processen kunnen monitoren of hoe we de verwachte resultaten van die processen kunnen modelleren. Dat monitoren kan in real-time (direct, bijv. streaming data), bijna real-time (kleine vertraging, bijv. transactiemonitoring) of zelfs in batches (langere vertraging), afhankelijk van de gebruikscasus. Tot slot moet het systeem gegevensuitwisselingen tussen digital twins ondersteunen, zodat grotere systemen uit kleinere modules kunnen worden opgebouwd.

Als een van deze concepten ontbreekt in een softwaresysteem, mogen we het niet als een digital twin bestempelen. Digital twin-systemen bieden bijkomende mogelijkheden voor traditionele monitoringsystemen om de mens te ondersteunen bij het nemen van betere beslissingen of om de mens helemaal te vervangen (De Leeuw 1974). Vervanging van de mens kan verwacht worden in situaties waar split-second beslissingen nodig zijn of in extreem complexe scenario's die vooraf gemodelleerd zijn om cognitieve overbelasting te voorkomen.

Digital twins kunnen toegevoegde waarde leveren door de verschillende soorten analytics (bekijk de analytics staircase) die kunnen worden geïmplementeerd, waaronder beschrijvende, voorspellende, voorschrijvende en transformationele analytics. Het vereiste niveau hangt af van de gebruikscasus en het toepassingsgebied, de behoefte en het informatieniveau ervan.

Aangezien digital twins de uitwisseling van gegevens moeten ondersteunen, mogen we verwachten dat leveranciers van (onderdelen van) producten virtuele weergaven daarvan leveren. Dit zijn de eerste twee van de vijf hiërarchische niveaus die samen fysieke bedrijfsmiddelen definiëren, zoals ze gebruikt worden in de proces laag. Deze voeden op hun beurt de (multi-)systeemlaag. Om het proces van het ontwikkelen en onderhouden van digital twins beheersbaar te houden, moet elk item in elke laag voldoen aan branche specifieke interoperabiliteitsnormen. Huidig onderzoek suggereert dat we met interoperability-by-design in de nabije toekomst delen van de ontwikkeling en het onderhoud van digital twins kunnen automatiseren.

Samen met de oneindige lus die in Onze Visie wordt geïntroduceerd zijn dit de gemeenschappelijke concepten die in dit rapport worden gebruikt.

Show image fullscreen

Show image fullscreen

• • Component/ Asset, ook wel asset en fysieke bedrijfsmiddelen genoemd - een virtuele representatie die te maken heeft met één (deel van een) asset als een component die wordt beheerd als afzonderlijke eenheid. Een voorbeeld van een component kan een enkele pomp in een rioleringssysteem zijn. De digital twin bevat een digitale kopie van de asset, ontvangt gegevens en verandert uiteindelijk het gedrag van de asset op basis van intelligente modellen. Een typisch componentniveau is de klep in een dergelijke pomp.

  • Proces - de virtuele representatie houdt toezicht op een set bedrijfsmiddelen die samenwerken in een (fysiek) proces. De twin ontvangt gegevens over zowel de individuele bedrijfsmiddelen als het volledige proces. Deze gegevens worden verwerkt in modellen die acties voorstellen om het proces te optimaliseren of door zelfs nieuwe parameters of instellingen voor te schrijven.

  • Systeem - de virtuele weergave omvat een reeks processen die samen een systeem vormen met een duidelijk gedefinieerd doel, bijvoorbeeld een volledig productiesysteem.

  • Multisysteem - de virtuele weergave van meerdere systemen die samenwerken om doelen te bereiken die afdelings- of organisatiegrenzen overschrijden, bijvoorbeeld (lucht)verkeersleiding en toeleveringsketen.