Digital Twins gebaat bij continue connectiviteit

Digital twins zijn geen onbekend fenomeen meer. Door de opkomst van Internet of Things-oplossingen zien we in steeds meer sectoren het gebruik van digitale replica’s van fysieke objecten, systemen of processen. Zo kun je deze fysieke omgevingen monitoren zonder dat er iemand daadwerkelijk naast moet staan. Digital twins zijn vooral voor de maritieme sector een uitkomst, omdat het beheer van de vloot altijd op afstand moet gebeuren. Belangrijke voorwaarde is dan wel dat verbindingen met de schepen robuust, veilig en flexibel zijn in te richten. Je bent immers afhankelijk van (near) realtime data.

Digital twins worden veelal ingezet in situaties waarin het lastig, kostbaar of gevaarlijk is om een menselijke operator in te zetten. Verder zien we dat digital twins worden toegepast op objecten die simpelweg zo veel data genereren dat het ondoenlijk is geworden voor het menselijk brein om dit bij te houden en te vertalen in acties. Zo worden in de auto-industrie complete productielijnen virtueel nagebouwd om efficiëntie te verhogen en storingen te voorkomen.

Energieleveranciers bouwen digital twins van hun windturbines om het rendement te verbeteren en ook in de zorg worden digitale replica’s van bijvoorbeeld organen gebruikt om operaties voor te bereiden en onderzoek te doen. Maar ook complete gebouwen worden als digitale replica’s weergegeven, bijvoorbeeld om klimatologische omstandigheden te optimaliseren.

Een beeld van de werkelijkheid

De grote toegevoegde waarde zit in het feit dat dit systeem automatisch afwijkingen van de normale situatie constateert. De digital twin controleert op basis van regelgebaseerde artificial intelligence (AI) verschillende parameters die gezamenlijk een beeld geven van de werkelijkheid. Dit gebeurt aan de hand van een vooraf gedefinieerde ‘normale toestand’. Loopt de temperatuur in een machine op, zijn er variaties in de kwaliteit van de output of presteert een motor niet volgens specificaties, dan genereert de digital twin automatisch waarschuwingen of initieert direct vervolgacties. Machines worden uitgeschakeld of onderhoud wordt ingepland.

Condition-based maintenance

Als organisatie kun je op deze manier werk maken van condition-based maintenance. Dit is een onderhoudsstrategie waarbij de fysieke toestand van apparatuur wordt gecontroleerd om te bepalen wanneer onderhoud nodig is. Er is dus geen sprake van vaste tijdsintervallen. Er wordt alleen onderhoud verricht als de digital twin vaststelt op basis van data van sensoren dat dit noodzakelijk is. Als het gaat om ingrijpende werkzaamheden waar een turnaround of onderhoudsstop voor nodig is, dan is het logisch dat je ook even een team menselijke experts op onderzoek uitstuurt. Een stap verder is het implementeren van predictive maintenance, waarbij realtime data wordt vergeleken met historische zodat een voorspelling kan worden gedaan wanneer in de toekomst onderhoud moet plaatsvinden.

Digital twins van de machinekamer

Een sector waar digital twins eveneens zijn doorgebroken is de scheepvaart. Machinekamers worden digitaal nagebootst en prestaties van motoren en andere machines worden gemonitord. Nu zullen grote vracht- en cruiseschepen die de oceanen bevaren veelal beschikken over een eigen controlekamer waar supervisors de digital twins in de gaten houden. Zij staan in nauw contact met de operators in de machinekamer, vaak een flink aantal verdiepingen lager in het schip.

Er zijn echter ook rederijen met een redelijke vloot waarvan de schepen kleiner zijn, zoals riviercruises. Deze ondernemingen kunnen van machines of motoren van al deze schepen digitale replica’s ontwikkelen die op een centrale locatie gemonitord worden. Uiteraard worden defecten of afwijkingen direct zichtbaar in een meldkamer. De operator daar ziet op een dashboard met een GPS-kaart om welk schip het gaat, selecteert het schip en kan direct zien wat de melding inhoudt. Vervolgens kun je het bewuste object digitaal ‘afpellen’ en zo steeds dieper op zoek gaan naar het probleem. Zo kan de operator heel gericht instructies geven aan technische mensen die eventueel wel ter plekke zijn.

Moet er echt een specialist aan te pas komen, dan weet deze exact waar hij moet zijn, heeft deze direct de juiste onderdelen met zich mee en kan het (dreigende) defect snel verholpen worden. Gasten aan boord van het cruiseschip hebben geen of minimale hinder van de interventie.

Zorg voor flexibele en robuuste connectiviteit

Grote uitdaging met deze methode is dat het schip altijd met de centrale meldkamer verbonden moet zijn om de digital twin van waarde te laten zijn. Een schip heeft per definitie geen dikke glasvezelkabel en moet het doen met draadloze verbindingen. Daarnaast verplaatst het zich continu en heeft dus onderweg te maken met verschillende service providers. En waar de ontvangst te wensen overlaat, moeten schepen kunnen terugvallen op een satellietverbinding.

Ondernemingen die met digital twins gaan werken, doen er dus goed aan om al in de ontwikkelfase rekening te houden met het vraagstuk connectiviteit. Je moet immers kunnen rekenen op flexibele en robuuste verbindingen zodat het Internet of Things-platform dat de digital twins aansturen altijd beschikbaar is.

Auteur: Jeroen Gijzen, Commercieel directeur bij Wireless Logic