Digital twins voor het MKB
Opdracht omschrijving
De opdracht was om onderzoek te doen naar de kennis overdracht van TNO naar MKB's over digital twins. Vrijwel altijd waren powerpoints over digital twins, lang, erg technisch, veel tekst en ronduit oninteresant voor mkbers. Onze uitdaging was dus om dit te voorkomen. Wat kan er gedaan worden aan een langdradige powerpoint en misschien wel belangrijker hoe maak je het niet te technisch. Een digital twin is tenslotte erg complex. Om op die vragen antwoord te krijgen hebben we ons eerst ingelezen over digital twins, wat is het en wat kan je ermee? Nadat we genoeg wisten over digital twins hebben we een powerpoint gemaakt over digital twins met daarin een stappenplan om tot een digital twin te komen. Vervolgens zijn we met deze powerpoint langs verschillende MKB's gegaan, wel digitaal uiteraad. We hebben gesproken met verschillende bedrijven die al verder zijn met digital twins. Een voorbeeld daarvan is Boers&Co. Daar hebben ze al kennis over digital twins en ze konden ons dus ook goed advies geven over wat er wel en/of niet in de powerpoint hoeft. Ook zijn we bij MKB'ers langs gegaan om te vragen wat zij belangrijk vinden bij innovatie. Op deze manier wisten we waar we de Focus op moeten leggen als we het het over toepassingen en voordelen hebben. Tot slot zijn we langs geweest, nogsteeds digitaal, bij MKB'ers die nog helemaal niet met innovatie of digital twins bezig zijn. Is het ook voor mensen zonder voorkennis te begrijpen wat we willen vertellen en blijft het ook hangen? Na met al deze bedrijven te hebben gesproken hebben we de powerpoint steeds aangepast waardoor we denken dat we nu een relatief korte, interesante en begrijpelijke powerpoint hebben. Ook het stappenplan is vaak aangepast en deze verbeterde versie kan nu bedrijven helpen om inzicht te geven in de stappen die ze moeten zetten om tot een digital twin te komen.
Wat is een digital twin?
Een oud maar duidelijk voorbeeld van een digital twin, is geen digital twin maar kan wel helpen te begrijpen wat een digital twin is. Dit relatief oude voorbeeld is de Appolo 13 missie in 1970, deze maan missie ging kort na het verlaten van de baan rond de aarde mis. Dit had tot gevolg dat de bemanning van 3, 4 dagen in een capsule heeft gezeten die was berekend op een bemanning van 2 voor 2 dagen. Dit had al snel als gevolg dat er een te hoog koolstofdioxidegehalte in de lucht kwam. Om te voorkomen dat de bemanning zou stikken moest er een oplossing gevonden worden. Deze oplossing werdt gevonden door engineers op aarde die een fysiek 1 op 1 model hadden van de capsule waar de bemanning in de ruimte in zat. Doordat ze een model hadden konden ze van alles proberen totdat ze een werkende oplossing hadden gevonden. Vervolgens hebben ze de instructies door gegeven aan de bemanning in de ruimte die na een MacGyver achtige reparatie weer opgelucht adem konden halen (vrij letterlijk).
"The Digital Twin is a set of virtual information constructs that fully describes a potential or actual physical manufactured product from the micro atomic level to the macro geometrical level. At its optimum, any information that could be obtained from inspecting a physical manufactured product can be obtained from its Digital Twin." -Grieves & Vickers (2016)
Oke maar wat is nou een digital twin? Want een quote als hierboven omschrijft het wel erg mooi, maar het is voor een leek niet te begrijpen. Een digital twin is eigenlijk een geavanceerd 3D model van een fysiek voorwerp. In het appollo verhaal zou dit dus een digitaal 3D model zijn van de capsule. Maar wat is er dan geavanceerd aan? Een digital twin is een 3D model welke gebaseerd is op natuurkundige wetten, een model waar data ingevoerd kan worden of een combinatie van de twee. Er zijn dan ook twee belangrijke verschillende digital twins waar wij ons op hebben gefocust, van een product en van een process. Bij het product kan je bijvoorbeeld denken aan een auto die in 3D volledig is nagemaakt met dezelfde eigenschappen als de echte auto. Hiermee kunnen bijvoorbeeld digitale crash test gedaan worden om te kijken hoe de auto reageert in een ongeluk nog voor dat er ook maar één auto daadwerkelijk geproduceerd hoeft te worden. Een goed visueel voorbeeld van een process is bijvoorbeeld de digital twin gemaakt door Qing voor de mondmaskerfabriek. Hier zijn de bewegingen van de werknemers op een fabrieks vloer gesimuleerd, dit om te kijken of ze makkelijk anderhalve meter afstand kunnen houden. Dit bleek niet te kunnen waarna er verschillende opstelling zijn gesimuleerd. Met als resultaat dat al snel de ideale indeling van de fabriek gevonden was, waardoor de werknemers zonder hinder anderhalve meter kunnen houden. Voor meer voorbeelden, zoals de digital twin van Singapore, kunt u op de linkjes rechts van deze tekst klikken.
Wat hebben we opgeleverd?
Een powerpoint en stappenplan waarvan we geloven dat deze voor iedereen interessant en begrijpelijk is. Verder hebben we een kort advies rapport opgesteld met daarin onze bevindingen van alle gesprekken met de MKB'ers. Tot slot hebben we in een 3D teken software getracht een visueel voorbeeld van meerdere digital twins in één model te maken. De afbeeldingen van dit model (voor en na) kan u hieronder zien. De eerste afbeelding is voor digital twins, veel mankracht, geen anderhalve meter en niet geoptimaliseerd. Afbeelding twee is na digital twins, veel geautomatiseerd, anderhalve meter afstand tussen werknemers en een stuk meer geoptimaliseerd. Verder heb je met het senario van digital twins een hoop extra informatie, deze zijn te zien op afbeelding 3 en 4.
Voorbeelden van digital twins
Bedankjes
Tot slot wil ik nog eventjes wat mensen bedanken. Zo heb ik het erg naar mijn zin gehad met mijn projectgroep, ten tijden van corona en digitale bijeenkomsten is het erg moeilijk om het leuk en gezellig te houden. Met dit groepje was het op geen enkel moment een probleem, we hebben veel gelachen maar toch goed werk geleverd. Bedankt daarvoor!
Verder wil ik nog eventjes Witek ten Hove bedanken voor zijn begeleiding vanuit de minor. Hij kwam altijd met goede inzichten en adviezen en vaak ook met interesante en relevante artikelen of filmpjes. En natuurlijk Jeroen Broekhuijsen bedankt voor de begeleiding vanuit TNO, hij was altijd goed gezind aanwezig en hielp veel met de bestanden die die stuurde en de bedrijven waarmee hij ons in contact bracht. Bedankt allebei!