Alles kan worden gedupliceerd: een auto, een fabriek, een menselijk lichaam en zelfs de aarde! Als virtuele dubbelgangers stellen digitale tweelingen ons in staat om de echte wereld beter te begrijpen, te voorspellen en te optimaliseren. Industrie, architectuur, onderzoek en gezondheidszorg kunnen niet meer zonder. Hun voordelen zijn talrijk, te beginnen met hun kosten. Voor bedrijven heeft de virtuele wereld eindelijk een heel reëel voordeel.
De digitale tweeling is het resultaat van vooruitgang in 3D, het Internet of Things (IoT) en kunstmatige intelligentie en is een veelbelovende technologie. Industrie, stedenbouw, gezondheid en vele andere gebieden gebruiken het om innovatie te versnellen. Bijna alles kan worden gedupliceerd. Een auto om een crashtest te simuleren, een menselijk hart om een operatie voor te bereiden, een medicijn om virtuele klinische tests uit te voeren en de time-to-market te versnellen, een gebouw om het ontwerp te vergemakkelijken en de energie-efficiëntie te verbeteren... Zelfs in de IT worden digitale tweelingen gebruikt om software te testen, infrastructuren te beheren of cyberaanvallen te simuleren.
Wat is een digitale tweeling?
Een digitale tweeling is een virtuele replica van een object, systeem of proces in de echte wereld. Met behulp van 3D-modelleringstechnologieën, sensoren, kunstmatige intelligentie en Big Data kunnen deze tweelingen het gedrag van hun echte tegenhangers simuleren, analyseren en voorspellen, waardoor ze meer inzicht en controle krijgen over hun prestaties en onderhoud.
"Hoewel de technologie zelf niet nieuw is - NASA maakte er al gebruik van in de jaren 60 - dook de term op in de industrie in de jaren 2000, met het wijdverbreide gebruik van sensoren en de analyse van hun gegevens," legt Cédric Vasseur, AI-specialist en ORSYS-trainer, uit.
Hoe maak je ze?
Het ontwerp van een digitale twin begint met het verzamelen van gegevens over het echte object, systeem of proces. Sensoren worden op het object geplaatst om in realtime informatie te verzamelen. Vervolgens worden 3D-modellen gemaakt om de structuur en componenten visueel weer te geven. Vervolgens wordt kunstmatige intelligentie gebruikt om de gegevens te analyseren, neurale netwerken te trainen via machine learning om een model te maken en vervolgens het gedrag van het echte object te simuleren met behulp van een digital twin.
Waar worden ze voor gebruikt?
Hoewel veel sectoren de vruchten plukken van de digitale tweeling, is het de industrie die de drijvende kracht is geweest.
In de industrie zijn de baanbrekende
Er wordt onderscheid gemaakt tussen digitale producttweeling en digitale productietweeling. De eerste worden gebruikt om producten te ontwerpen en hun prestaties te valideren. Ze maken fysieke prototypes overbodig en verkorten de ontwikkelingstijd.
Aan de andere kant digitale productietweeling worden gebruikt om de productie te plannen, de productie te optimaliseren, toeleveringsketens te bewaken en de kwaliteit te verbeteren. predictief onderhoud machines.
Siemens en Nvidia hebben een overeenkomst getekend om het maken van digitale simulaties van producten en processen te vergemakkelijken.
In de robotica wordt deze technologie gebruikt om robots te ontwerpen. "In de eenvoudigste modellen proberen we ervoor te zorgen dat de onderdelen niet tegen elkaar botsen," legt Cédric Vasseur uit. "In de meest geavanceerde versies krijgen we modellen die de werkelijkheid heel dicht benaderen. Dit is het geval bij industriële robots.
Het gebruik van tweelingen heeft een praktische kant bij het ontwerpen van een object: "als je een ontwikkelteam van 100 mensen hebt, is het veel praktischer om aan een digitaal model te werken dan om 100 mensen aan een echt object te laten werken" merkt Cédric Vasseur op. Vooral omdat de digitale versie profiteert van een logboek van wijzigingen die door elk lid van het ontwikkelingsteam zijn aangebracht.
In de industrie worden digitale tweelingen gebruikt in de lucht- en ruimtevaart om het ontwerp van vliegtuigen, satellieten, draagraketten enz. te optimaliseren, de kosten te verlagen en de betrouwbaarheid en veiligheid van vliegtuigen te verbeteren.
"Deze industrieën gebruiken zeer dure onderdelen. Als er iets kapot gaat, kost dat meer dan een onderzoek op een digitale twin", legt Cédric Vasseur uit.
In andere gebieden
In architectuur, bouwen we een gebouw vanaf nul na door de afmetingen in 3D-software in te voeren. Het digitale model of BIM (Building Information Modeling) vergemakkelijkt het ontwerp van gebouwen en verbetert hun energie-efficiëntie en ecologische duurzaamheid, in het bijzonder door de hoeveelheid gebruikte materialen te verminderen.
In stadsplanningSlimme steden gebruiken digitale tweelingen om infrastructuur te simuleren en stedelijke mobiliteit te verbeteren.
In de gezondheidszorg, Digitale tweelingen van patiënten of organen worden gebruikt om ziekten beter te begrijpen, behandelingen te testen of te anticiperen op zorgbehoeften. Philips heeft een medisch 3D-hulpmiddel ontwikkeld, Dynamic HeartModel, waarmee cardiologen de gezondheid van patiënten met hart- en vaatziekten kunnen controleren.
De farmaceutische industrie heeft deze technologie ook aangegrepen om sneller geneesmiddelen te ontwerpen. De techniek is beproefd: virtuele medicijnen testen op een panel van virtuele patiënten. Het resultaat: de duur van klinische studies is gehalveerd!
In ITDigitale tweelingen bieden een breed scala aan toepassingen:
- Software ontwikkelen en testen Simulatie en testen van applicaties in een virtuele omgeving voorafgaand aan de implementatie, om fouten, prestatieproblemen en kwetsbaarheden te identificeren.
- Beheer van infrastructuur Virtualisatie maakt het mogelijk om complexe infrastructuren (datacenters, netwerken, cloud) te optimaliseren en te bewaken. Dit betekent dat u beter kunt anticiperen op de behoefte aan resources, de prestaties en beveiliging van de infrastructuur kunt verbeteren en de bedrijfskosten kunt verlagen.
- Cyberbeveiliging Bedreigingen simuleren en analyseren om de weerbaarheid tegen cyberaanvallen te verbeteren en tegenmaatregelen te testen voordat ze worden geïmplementeerd.
- Training Digitale tweelingen: digitale tweelingen vergemakkelijken het leren via virtuele leeromgevingen, waardoor professionals IT-vaardigheden kunnen trainen en ontwikkelen zonder dure fysieke hardware te hoeven gebruiken of het risico te lopen echte systemen te beschadigen.
Een veelbelovende toekomst
De toekomst van digital twins ziet er rooskleurig uit, met een toenemende adoptie in veel sectoren en voortdurende technologische vooruitgang. Vooruitgang op het gebied van kunstmatige intelligentie, virtuele en augmented reality, sensoren en connectiviteit zal de creatie van steeds nauwkeurigere, interactievere en nuttigere digitale tweelingen mogelijk maken.
Een opleiding in digital twins is een uitstekende kans voor professionals. Door de vaardigheden die nodig zijn voor het ontwerpen, analyseren en beheren van digital twins onder de knie te krijgen, kun je een actieve bijdrage leveren aan deze technologische revolutie.
