Factory Digital Twin deel 1: Wat is het en wat maakt een Factory Digital Twin smart?

De blogserie Factory Digital Twin beschrijft de ontwikkeling van digital twins in de Nederlandse industrie en hoe deze succesvol kunnen worden opgezet en toegepast in fabrieken. Een digital twin is in de Nederlandse industrie al jaren een bekend fenomeen. Waarom kiezen nu ook steeds meer fabrieken om met behulp van deze techniek hun processen en machines af te beelden? Gartner, in hun Tech Trends 2020, geeft de digital twin een centrale rol binnen hun Nr. 1 Trend genaamd Hyperautomation. Welke kansen biedt dit en welke mogelijkheden biedt een Factory Digital Twin? Is het de zoveelste ICT trend of is het here to stay?

Industriële ontwikkeling en technologie trends

De komst van de vierde industriële revolutie, als oplossing voor steeds complexere werkomgevingen, luidde een nieuw tijdperk in voor de industriesector. De introductie van cognitieve en intelligente processen biedt hierbij mogelijkheden aan een breed scala van verbeteringen, die de digitale transformatie van de productiesector aansturen. De nieuwste technologie trend in deze ontwikkeling is Hyperautomation (Gartner Tech Trend 2020) en omvat de toepassing van kunstmatige intelligentie met vaak een digital twin als fundament en kennishub.

Kunstmatige intelligentie komt nu uit de proof-of-concept fase en recent onderzoek onder bedrijven geeft aan dat het speelkwartier voorbij is: de business cases zijn helder en kunstmatige intelligentie vormt de hefboom in de race naar verdere automatisering en optimalisatie. Wie niet op deze trein springt en zijn strategie op orde heeft, zal verder achterop raken.

Operational Excellence

Het optimaliseren van bedrijfsprocessen met als doel Operational Excellence is voor veel fabrieken sinds de jaren 90 een aandachtspunt. Continue verbetermethodieken zoals Six Sigma, TPM en Lean gaan hierbij uit van harde feiten gebaseerd op data. Mede dankzij de successen van deze verbetermethodieken zijn data en data-analyse steeds belangrijker geworden voor fabrieken.

Door de enorme vooruitgang in de informatietechnologie in de laatste 10 jaar – denk aan de Wet van Moore, Big Data, Cloud, Industrial IoT en Kunstmatige Intelligentie – is het voor steeds meer bedrijven haalbaar geworden om grote hoeveelheden data sneller te verwerken en te analyseren. Operational Excellence strategieën worden hierdoor sneller uitgevoerd en prestatieniveaus worden beter gerealiseerd en vastgehouden.

Het verbeteren en optimaliseren op basis van (geavanceerde) data-analyses en kunstmatige intelligentie, is steeds meer een onderdeel geworden van de bedrijfsstrategie en van best practices procedures. Als exponent van deze “data gedreven strategie” hebben bedrijven de laatste jaren steeds vaker geïnvesteerd in de opzet en toepassing van zogenaamde smart digital twins.

Wat is een Factory Digital Twin?

Er zwerven inmiddels aardig wat definities van digital twin rond. Belangrijk is in ieder geval onderscheid te maken tussen een digitale kopie van de status van een object (denk aan een digitale foto) versus een “bewegende” digitale kopie die de ontwikkeling laat zien van een object gedurende een bepaalde periode (denk aan een video).

Om bijvoorbeeld inzicht te krijgen in de mate waarin een fabriek optimaal presteert, is het belangrijk om te beseffen dat je hier zo’n bewegende digitale kopie voor nodig hebt. We noemen dit ook wel een smart digital twin en voor de toepassing in een fabriek hebben we het dan over een Factory Digital Twin.

Wat maakt een Factory Digital Twin nu smart?

Een Factory Digital Twin maakt gebruik van de historische en huidige status van objecten en processen. Als je vervolgens voorspellingsmodellen gebruikt om mee te simuleren hoe bijv. het productieverloop er in de toekomst uit gaat zien, dan is er sprake van een Smart Digital Twin: het stelt je instaat om nu betere beslissingen te nemen omdat je de gevolgen ervan in de toekomst hebt kunnen doorrekenen.

Het smart digital twin concept beschrijft een systeem waarin niet alleen de acties en resultaten van losse componenten worden beschreven en voorspeld, maar waarin ook de invloed van de componenten op elkaar wordt gemodelleerd.

Doordat steeds meer apparaten zijn voorzien van sensoren en worden gekoppeld aan het internet is het verzamelen van de juiste data steeds minder vaak het struikelblok. De uitdaging verschuift naar het implementeren van de business logica. Deze business logica is vaak beschreven in de bedrijfsregels, procesbesturingsregels, standard operating procedures, etc., maar is ook nog vaak onbeschreven en zit tussen de oren van de planners, operators en monteurs.

Steeds vaker wordt gebruik gemaakt van kunstmatige intelligentie om regels en gedragingen (data patronen) te analyseren. Op basis van deze patronen kunnen voorspellingen worden gedaan en kan je achterhalen wat er bijvoorbeeld moet gebeuren om tot een meest optimale besturing te komen.

Om te komen tot een factory digital twin is data en logica nodig van alle losse componenten én van de manier waarop componenten met elkaar verbonden zijn. Wil je weten waarom steeds meer fabrieken investeren in een factory digital twin en waarom dit nu zo belangrijk is, klik dan hier voor deel 2 uit deze blogserie.