Zonder simulatie geen Digital Twin

Digital Twins, een virtuele representatie van je fysieke object, is in de wereld van Internet of Things nauwelijks meer weg te denken. Onlangs wierp ik de stelling op: “Zonder simulatie heb je geen Digital Twin”. Het leverde de nodige interessante discussies en invalshoeken op. Want waarvoor gebruiken we een Digital Twin nu eigenlijk?

Ingewijden weten dat het concept van een Digital Twin is ontstaan in de ruimtevaartindustrie.  Een raket bouwen en lanceren is bepaald geen sinecure. Vooral als je erbij nadenkt hoe complex de technologie is en hoeveel miljarden ermee gemoeid zijn. Dan is het toch handig om te weten hoe bepaalde materialen reageren op verandering van variabelen in bijvoorbeeld temperatuur, snelheid of G-kracht. Dus wordt een raketinstallatie van duizenden sensoren voorzien, om massa’s aan data te vergaren wanneer deze het luchtruim in geschoten wordt. Heb je voldoende oorzaak-gevolg data vergaard waarin patronen zichtbaar worden, dan is dat je basis om een diversiteit aan ‘what-if’ scenario’s door te rekenen in de simulatie. Het biedt inzicht en dus grip op je zaak. En dat is in mijn optiek waar een Digital Twin voor dient.

Inspelen op toekomstig gedrag

Nu zowel rekencapaciteit als technologie goedkoper en toegankelijker worden en alles tegenwoordig met sensoren aan het internet hangt, neemt een Digital Twin alleen maar in populariteit toe. Verschillende tech providers, waaronder Microsoft, spelen in op de toenemende vraag en leveren een Digital Twin oplossing als een soort halffabricaat: Een slimme set aan instrumenten om de dynamiek van of in je object inzichtelijk te maken. Want hoe fijn is het om vroegtijdig te kunnen signaleren wanneer een liftdeur, machineonderdeel of installatie aan vervanging toe is? En hoeveel geld besparen we wanneer we in ons ontwerpproces al rekening kunnen houden met toekomstig gedrag? Dat is de business case waarop technische bedrijven een dergelijke oplossing implementeren.

Inzicht in de actuele status

Je kunt een Digital Twin ook anders inzetten. Soms wil je gewoon de actuele status van je assets weten en heeft dat niets te maken met simulaties draaien. Denk bijvoorbeeld aan kapitaalgoederen die van tijd tot tijd verplaatst moeten worden. Waar bevinden deze zich? Of de actuele bezetting en benutting van kantoorruimtes en werkplekken. Dat wanneer je een grens overschrijdt – bijvoorbeeld te veel mensen in een ruimte – er een ingebouwde trigger afgaat om de situatie te herstellen. Met Covid-19 een zeer actueel thema.

Real-time of toch niet?

Maar als we een actueel inzicht willen krijgen, moet een Digital Twin dan altijd real-time data kunnen verwerken? Tsja, real-time. Dus echt op de seconde nauwkeurig inzicht verkrijgen? Want dat is wat real-time impliceert. Dat vergt nogal wat reken- en opslagcapaciteit. Kijk vooral naar je businesscase, want beheerkosten van je Digital Twin omgeving lopen dan al snel op. Wat is voor je organisatie noodzakelijk om in kaart te brengen? Welke gecombineerde waarden leveren échte informatie op? En stem daar je setup op af.

De juiste context
Het opzetten van een Digital Twin begint met inzicht krijgen in je netwerk van sensoren. Je plaatst sensordata, of ook wel telemetrie genoemd, in een juiste context. Soms is die context een hiërarchie, zoals in een gebouw: Sensor X staat op de 10^de verdieping, op de 3^e vleugel, in ruimte 6. Maar soms ook niet, zoals bijvoorbeeld in een technische installatie: Sensor X is een onderdeel van draaiend component A, maar maakt ook onderdeel uit van draaiend component B en C, en levert dus data voor meerdere deelsystemen. Een Digital Twin biedt je die handvatten door sensoren – een node in IT context – in een graph met elkaar te verbinden. Door vervolgens sensordata te aggregeren creëer vanuit de context begrijpelijke waarden voor je organisatie. Wil je met collega’s op een eenduidige manier over deze waarden praten, dan ontstaat vaak de noodzaak om te visualiseren. Vandaar dat een virtuele representatie van je fysieke object vaak wordt uitgebeeld als een 2D- of 3D-model.

Azure Digital Twins

Microsoft heeft zo’n Digital Twin suite. De suite bestaat uit een reeks van Internet of Things (IoT) services. Die services hebben separaat een succesvolle functie op het Azure cloudplatform gehad en zijn nu gebundeld. Inmiddels is een versie 2.0 van deze suite op komst. Ten opzichte van versie 1.0 kun je complexere relaties leggen tussen nodes. Met deze complexere versie doet Microsoft een gooi naar de grote industrieën en is de suite volwassener geworden. Tevens heeft Azure Digital Twins diverse security en privacy audits ondergaan. Dat wil natuurlijk niet zeggen dat security niet beter kan. En we moeten de security rondom het transport van sensordata naar het Digital Twin platform zeker niet vergeten.

Wat mij nog meer opvalt is dat Azure een speeltuin is voor specialisten die met data werken. Denk bijvoorbeeld aan het exporteren van je Digital Twin data naar dashboards en rapportages in Power BI. Je kunt ook pre-built simulatiemodellen gebruiken of zelf Tensor flow modellen bouwen met behulp van ML Studio. Of visualiseer je Digital Twin data met de Hololens of één van de vele andere Microsoft services. Dit alles maakt het simpelweg erg aantrekkelijk om eens een proof-of-concept te starten.

Kortom, bestaat een Digital Twin zonder simulatie? Jazeker wel. Een Digital Twin is veel meer dan dat. Het geeft je inzicht en grip op je zaak!

Dit is een ingezonden bijdrage van Ton de Haan, Innovatiemanager bij Winvision. Via deze link vind je meer informatie over de mogelijkheden van het bedrijf.