Digital engineering: wat is het precies en hoe levert het bedrijfswaarde op?

Technische systemen zoals vliegtuigen, motoren, auto’s, raffinaderijen en windturbines zijn complex, gereglementeerd en kwaliteitsgedreven. De ontwikkeling ervan is tevens duur, zowel qua kosten als qua planning. Bedrijven passen getransformeerde concepten toe, zoals digital engineering en digital twins, om bedrijfsresultaten te behalen op het gebied van verbeterde efficiëntie, flexibiliteit en kwaliteit.

Digital engineering

Veelgebruikte terminologie zoals digital engineering, digital twins, digital threads en model-based systems engineering heeft brede definities en kan verwarring veroorzaken. Wat is het verschil tussen deze termen en hoe kun je er jouw voordeel mee doen? In dit blog splitsen we elke term op. Zo kun jij je voorbereiden op klantgesprekken, zodat je bedrijfsresultaten kunt definiëren en sneller tot oplossingen kunt komen.

We definiëren digital engineering als de inzet van informatietechnologieën en computerinfrastructuur om de workflows mogelijk te maken die worden gebruikt tijdens het ontwerp, de fabricage en de werking van complexe apparatuur. Door gegevens, modellen hulpmiddelen en processen samen te brengen in een gemeenschappelijk kader, worden deze digital engineering-workflows mogelijk gemaakt.

Dit helpt organisaties hun bedrijfsdoelstellingen van betere leveringstermijnen, kostenprestaties en kwaliteit te bereiken. De cloud is de belangrijkste factor voor digital engineering, omdat deze schaalbare on-demand resources biedt.

De asset life cycle, vertegenwoordigt de fasen van een fysiek item, van ontwerp tot ontmanteling. Tijdens de levensduur van een bedrijfsmiddel wordt een grote verscheidenheid aan gegevens gegenereerd. De mogelijkheid om deze ongelijksoortige gegevens op te slaan en te bevragen met een digital thread, is een kernbehoefte voor de belangrijkste gebieden van digital engineering.

In de praktijk zijn de lijnen tussen de vakken vaag, aangezien er constante feedback is tussen elk van de fasen. Deze zijn weergegeven met de cirkelvormige pijlen in het onderstaande figuur.

Digital thread

Een digital thread is de infrastructuur en het kader dat integratie en uitwisseling van gegevens tussen verschillende instrumenten, systemen en organisaties mogelijk maakt. Dit gedurende de levenscyclus van een bedrijfsmiddel, met behoud van een stevig rechtenbeheer.

In deze context kunnen de gegevens zeer divers zijn. Dit omvat business case analyses in spreadsheets, producteisen in pdf’s, engineerings-simulatiemodellen, logboeken, numerieke machine-instructies voor productie, handgeschreven onderhoudsrapporten, enz. De gegevens kunnen worden opgeslagen op de meest uiteenlopende locaties, zoals on-premise systemen, edge devices, of een hybride combinatie.

De creatie van een digitale thread is de onderliggende technologie die klanten in staat stelt om digital design, digital supply chain en digitale replica’s te omarmen, om zakelijke waarde te ontsluiten.

Digital design

Digital design betekent de integratie en het beheer van verschillende tools en processen die worden gebruikt voor een systeem-, mechanisch-, elektrisch- of softwareontwerp van een complex systeem. Dit helpt teams om sneller te leveren en met meer wendbaarheid uit te voeren.

Een digitale ontwerpomgeving stelt klanten in staat hun ontwerpprocessen te automatiseren en zorgt ervoor dat alle teams toegang hebben tot de meest actuele informatie. Tijdens de ontwerpfase kunnen teams bijvoorbeeld simulaties uitvoeren, om het effect van hun updates te beoordelen. Teams kunnen ook gemakkelijker samenwerken en op hun beurt beter geïnformeerde beslissingen nemen.

Zoals weergegeven in figuur 1, is digital design gericht op de ontwerpfase, maar klanten blijven waarde zien bij de overgang naar productie. De door de digitale ontwerpomgeving gecreëerde digital thread, blijft late ontwerpwijzigingen voortzetten en biedt fabrikanten het inzicht dat zij nodig hebben in het volledige systeemontwerp. Zo kunnen zij sneller problemen ontdekken, de fabricage optimaliseren of met bestaande gegevens het ontwerp van een nieuw systeem starten.

Digital Supply Chain en productie

Digital Supply Chain en Manufacturing is de geïntegreerde, digitale benadering van inkoop, opslag, logistiek, productie, samenstelling en acceptatietestfuncties. Het digitaliseren van deze stappen biedt zichtbaarheid in de workflowstatus en zorgt voor verdere verbetering van de efficiëntie, wendbaarheid, kostenprestaties, doorvoercapaciteit en kwaliteit. Er worden veel vergelijkbare termen gebruikt om deze concepten weer te geven, waaronder Smart Manufacturing of Industry 4.0.

Digital twins

Een digital twin is een levende digitale representatie van een fysiek systeem dat dynamisch wordt bijgewerkt om de structuur, de toestand en het gedrag van het fysieke systeem na te bootsen. Eenvoudiger gezegd, een digital twin is een model van een fysiek item, zoals een asset, proces of product. Dit model wordt regelmatig bijgewerkt met gegevens van het fysieke systeem om een zakelijk of technisch probleem op te lossen.

Het belangrijkste verschil tussen een digital twin en bestaande modelleringsmethoden, zoals traditionele 3D-modellering (CAD), op fysica gebaseerde simulaties en virtuele werelden (3D/AR/VR), is de informatiestroom tussen de digitale en fysieke systemen. Regelmatig bijwerken is essentieel. Het is rechtstreeks van invloed op de manier waarop gegevens gedurende de levenscyclus worden verzameld en hoe de digital twin wordt opgebouwd. Een digital twin moet gegevens consumeren om de huidige toestand van het systeem te begrijpen.

Er kan geconcludeerd worden dat digital threads, digital design en digital twins allemaal met elkaar verbonden zijn. Toch zijn het verschillende concepten die de bouwstenen vormen van digitale engineering. Deze definities kunnen een uitgangspunt zijn bij het nadenken over toekomstige transformaties.

Meer informatie is te vinden op de AWS Manufacturing pagina.

Auteurs (allen werkzaam bij AWS):

• Adam Rasheed (Head of Autonomous Computing)
• Burak Gozluku (Principal ML Specialist SA / Advisor Global Strategic Customers)
• Tom Johnson (Senior Product Manager)