TEKST | Teus Molenaar
De digitale spiegel van fysieke objecten draagt veel beloften in zich, maar vereist een goede inbedding in de complete automatisering. Een goed doordachte solution architectuur is de basis. Dit is minder eenvoudig dan het lijkt, zo blijkt tijdens de bijeenkomst van de focusgroepen Advanced Delivery Management en Enterprise Asset Management in begin september in Eindhoven.
Het belang van het onderwerp blijkt uit de aftrap door Wilbert van de Laarschot, voorzitter van de focusgroep EAM: “Wij pakken deze discussie samen op met de focusgroep ADM. Digital twin raakt beide aspecten.” Niet voor niets waren er een kleine zestig belangstellenden op het evenement afgekomen.
Frank Luyckx, voorzitter focusgroep ADM, begint met uit te leggen wat digital twin betekent. “Het komt erop neer dat voor elke fysieke asset een digitale evenknie bestaat.” Hij geeft twee voorbeelden. Een fysieke fiets die volgehangen is met sensoren en zo ‘leeft’ als digitale tweelingbroer op een tablet binnen het ThingWork Platform van PTC, fabrikant van CAD-CAM software. “Het uitzonderlijke voordeel van een dergelijke toepassing is dat de fietsfabrikant nu precies weet hoe zijn tweewieler in de praktijk wordt gebruikt.”
Het tweede voorbeeld (overigens al uit 2016) betreft Predix, een oplossing van GE, het bedrijf dat voorop loopt met industriële automatisering. Door een digital twin te maken van een turbine en dit te voeden met signalen die sensoren in de fysieke turbine afgeven, is het mogelijk te voorspellen wanneer een rotor het gaat begeven. “Digital twin is werkelijkheid bij GE”, zegt Luyckx. “Ze hebben er al 551.000 gebouwd. Daarbij onderscheiden ze Parts Twins, Product Twins, Process Twins en System Twins.
Partners
Hij vertelt dat een digital twin een centrale database is die ook gevoed kan worden door fabrikanten en partners, bijvoorbeeld een toeleverancier van onderdelen. Het is denkbaar dat de kennis die een digital twin ontsluit weer als dienst aan klanten wordt geleverd.
Een specifiek voorbeeld van een digital twin vinden we in de bouwwereld waar meer en meer wordt gewerkt met een Bouw Informatie Model (Rijkswaterstaat bijvoorbeeld eist dat grote projecten als BIM-project worden uitgevoerd). Het BIM is een digitaal model van een te bouwen gebouw of kunstwerk (zoals een sluis). Alle betrokkenen voeren in dit model hun gegevens in (architect, bouwer, opdrachtgever, gebruiker, leverancier van onderdelen, onderaannemers, enz.). Het resultaat is een digitaal model van het gebouw. Je klikt op een voorwerp en je ziet meteen alle aspecten ervan. Vooral handig bij het onderhoud. Volker Wessels heeft dankzij BIM de kosten naar beneden gebracht, omdat zo al bij de voorbereiding conflicterende ontwerpen aan het licht komen en niet pas tijdens de bouw.
“Digital twin bewijst zijn voordelen in meerdere fasen. Allereerst bij het ontwerp, vervolgens bij de bouwfase in de fabriek, en tijdens de gebruiksfase waar signalen doorgeven hoe het wordt gebruikt. Het komt vaker voor dat de klant het gebruikt, maar de fabriek eigenaar blijft. Dan heb je het niet meer over demand to supply, maar over demand to operate. Ten slotte is de onderhoudsfase van belang. Digital twin voorziet in de registratie van gebruik en het voorzienend onderhoud.”
Er is ook een wereld waarin twins met elkaar in verband staan. Dat is alleen mogelijk als de datamodellen goed op elkaar zijn afgestemd en er passende API’s zijn.
Software-industrie
Luyckx toont aan dat de digital twin de volle aandacht heeft van de (software-)industrie. Zo zal het Predix Platform worden gestandaardiseerd op Microsoft Azure, heeft Siemens low coding softwarebedrijf Mendix gekocht, en werkt Siemens samen met SAP om MindSphere te maken, een open IoT-platform voor industriële klanten. Forrester laat zien dat veel bedrijven actief zijn met digital twins: IBM, Microsoft, SAP, PTC en C3IoT als leiders, op de voet gevolgd door Software AG, GE Digital, Hitachi, Siemens, Oracle, Atos en Bosch.
Belangrijk is de meta-data te managen en de datamodellen binnen de architectuur te positioneren. SAP biedt onderdelen dit digital twin raken: Asset Control en het Asset Intelligence Network.
Luyckx vertelt dat een Miele service partner geen wasmachines meer verkoopt, maar als dienst beschikbaar stelt. De digital twin van die machines laat zien hoe mensen de apparaten gebruiken. Het verbruik wordt dan op maandelijkse basis gefactureerd. Deze verbruiks informatie levert ook weer kennis op voor de ontwerpers.
“De digital twin staat centraal in de industrie 4.0 solution architectuur en het is nodig om de industry 4.0 project portfolio daarop af te stemmen. Daarbij rekening houdend met het partnerlandschap rond de enterprise. Je moet best practises beschrijven en zorgen dat iedereen binnen de organisatie ze kent. Digital twin is geen theorie meer; het is praktijk. Hoe begin je dan? Stap voor stap; langzaam opbouwen”, is Luyckx’ advies.
SAP connected Asset management
Mark Roepers, Business Enterprise Principal Consultant bij SAP Nederland, stelt dat de term digital twin voor het eerst is gebruikt in het boek Virtually Perfect van Michael Grieves uit 2011. Digital twin speelt volgens hem een belangrijke rol binnen SAP, zoals gebleken is tijdens een beurs over dit onderwerp in de Hannover Messe die het softwarebedrijf heeft gesponsord. “Die dingen zijn van belang: het fysieke voorwerp, de digitale afbeelding en de verbinding ertussen”, zegt Roepers.
Hij geeft aan dat SAP veel investeert in de mogelijkheden om verbinding te leggen met assets, het voorspellen en simuleren van het gedrag van gebruikers, en het delen van informatie binnen de keten.
Asset Control, het platform van SAP, moet volgens hem uitgroeien tot het ‘single point of truth’.
Hierin moeten state of the art bedrijfsprocessen zijn opgenomen, evenals real-time inzichten gedurende de complete levenscyclus van een voorwerp. Een cloud dashboard blijkt de interface.
SAP gaat een tiental scenario’s opstellen dat het gebruik van digital twins mogelijk moet maken.
Data normaliseren
Een significant aspect van digital twin is het datamodel, de afstemming van data op elkaar. Specialist op dit gebied is Cideon Software, onderdeel van SAP Engineering Control Center. Tina Stuerke, verantwoordelijk voor verkoop en business development bij Cideon EMEA, zegt dat haar bedrijf externe data en authoring tools integreert binnen het Engineering Control Center. “Wij proberen de digital thread binnen Industrie 4.0 mogelijk te maken. Zo kom je bij closed loop engineering.”
Het lijkt erop dat Cideon een ETL-tool is om data te normaliseren binnen Engineering Control Center.
Zij komt onder meer met het voorbeeld van Koninklijke Boon Edam dat draaideursystemen ontwikkelt en maakt en wereldwijd verkoopt.
Configuration change management
Mark Giebels is business architect bij ASML. Hij vertelt dat het bedrijf elk jaar een boekje maakt over de Business Strategy, gebaseerd op de business capabilities. Hij vertelt dat configuration change management cruciaal is bij het ontwikkelen en bouwen van de ingewikkelde graveermachines om wafers te maken. Het jongste product heeft een ontwikkeltijd gekend van 15 jaar. Het laat zich raden dat er in die tijd veel verandert.
Hij heeft vier aspecten benoemd in relatie tot digital twin die van belang zijn voor ASML: operations execution, enterprise digitization, configuration management, en product life cycle management.
Het belang van digital twin neemt steeds meer toe voor de onderneming, omdat het onderhoud van verkochte machines een groter deel van de omzet vormt. Goed onderhoud is alleen te plegen als de digitale documentatie klopt. Nog te vaak zit die kennis in de hoofden van de specialisten van ASML.
Chemelot
Sitech Services is gevestigd de chemie-campus Chemelot in Geleen. Het bedrijf is afgesplitst van DSM en ondersteunt industrieën, voornamelijk in de chemiesector, met het optimaliseren van hun bedrijfsprocessen. Maurice Jilderda werkt er als development manager,
Hij ziet Industrie 4.0 erg groot worden, terwijl we nu pas aan het begin staan. Op dit moment zitten er bijvoorbeeld op een pomp slechts twee sensoren. Dat zullen er veel meer worden, en die informatie vindt zijn weg naar de digital twin. Sitech gebruikt dit om voorspellend onderhoud als een dienst te kunnen leveren onder de naam Sitech Asset Health Center. Sinds 2016 verzamelt Sitech gegevens van meer dan 500 fabrieken. Zij analyseert deze en streeft ernaar om uiteindelijk honderd procent voorspellend onderhoud te kunnen plegen. Digital twins spelen daarbij de hoofdrol.
Jilderda: “Je bent een held als een machine vastloopt en jij hem weer aan de praat weet te krijgen. Maar de echte helden zijn natuurlijk de onderhoudsdienstverleners die weten te voorkomen dat een machine vastloopt. Dat krijgen we voor elkaar met digital twins.”
