Overzicht stand van zaken en mogelijkheden
Een van de thema’s van GeoBuzz 2021 is Digital Twin. Dit thema zal op dinsdag 23 november worden behandeld in een dagvullend programma, terwijl er op de beursvloer ook aandacht voor zal zijn. Het programma voor de Digital Twins wordt samengesteld onder leiding van Theo Thewessen, senior system engineer geo-informatics bij Geodan. Hij gaat in dit artikel in op de achtergrond van Digital Twin en geeft aan waarom dit thema op GeoBuzz is geagendeerd, wat de doelstelling hiervan is en voor wie het programma gemaakt wordt.
Door Theo Thewessen
Het onderwerp Digital Twin staat momenteel flink in de belangstelling in onze geosector. Het is welhaast wekelijks mogelijk om aan te sluiten bij een workshop, webinar of bedrijfspresentatie over dit fenomeen. Tijdens GeoBuzz 2019 was op de beursvloer dan ook al te merken dat leveranciers een voorschot namen op deze ontwikkeling. Maar het was ook duidelijk dat deze ontwikkeling nog alle kenmerken had van een hype en dat de verschillende partijen nog op zoek waren naar de werkelijke betekenis en mogelijkheden in onze sector.
Netten ophalen!
Tijd dus om de netten op te halen en kennis en ervaringen met elkaar te delen over dit onderwerp. Zijn we intussen in staat om beter aan te haken bij deze nieuwe concepten? Hebben we voldoende kennis van de technologie-carriers van deze ontwikkeling, bijvoorbeeld IoT, Big Data, Data Analytics en AI?
En dan … Hoe creëren we waarde met Digital Twins? Hebben we voldoende zicht op businessprocessen?
Zijn er al ideeën hoe we kunnen ondersteunen bij de grote maatschappelijke opgaven? Hoe organiseren we het contact met gebruikers en de markt en hoe komen we tot een infrastructuur waarin we data, modellen en platformen kunnen delen?
Laten we vooral ook kritisch zijn en onszelf de vraag stellen: creëren we als sector echte waarde met dit concept of komen we vooralsnog niet veel verder dan het hypen van een uit de maakindustrie overgewaaid fenomeen.
Wat is een Digital Twin?
Een discussie begint bij een heldere definitie: wat verstaan we onder een Digital Twin? Ervaring leert dat ‘iets met 3D’ al snel wordt gekwalificeerd als Digital Twin. We doen het concept en de mogelijkheden hiermee echter flink tekort.
Een Digital Twin verwijst naar een virtuele representatie, een digitaal model, van een fysiek object, dat kan worden gebruikt om te doorgronden wat de (live)toestand van dat object is, wat de respons is op veranderingen en wat moet gebeuren om de performance van het object te verbeteren. ‘Object’ is hierbij ruim te interpreteren: dat kan bijvoorbeeld een gebouw zijn, maar ook een complex (ruimtelijk) systeem zoals een stad. Het kan echter ook een ‘proces’ betreffen, bijvoorbeeld in de logistiek, energievoorziening of voedselketen.
In feite bestaat een Digital Twin in de kern uit drie voor ons welbekende componenten: data, algoritmen (om analyses en optimalisaties uit te voeren) en visualisatie (dashboard) functionaliteiten. So far so good, gesneden koek, maar voor wat betreft het modelleren van ruimtelijke objecten (in 3D bijvoorbeeld) en processen gaan we hier nadrukkelijk een dimensie verder en maken we onderhuids ook gebruik van innovatieve concepten van aanpalende vakgebieden. Het is interessant om ons daardoor te laten inspireren!
Cross over
Het fenomeen Digital Twin wordt met name aangejaagd door de maakindustrie (Industry 4.0) waar de businesswaarde zich al sterk heeft bewezen. Zo worden bijvoorbeeld complexe fabrieken ‘live’ gemonitord met behulp van een virtueel model, en kunnen ook ‘what if’-scenario’s worden getest zonder de fabriek stil te leggen. De digitale versie biedt op basis van onder meer IoT-sensorinformatie uit de fysieke omgeving een compleet en actueel beeld van het echte systeem. Het mooie is dat deze concepten zonder meer zijn te projecteren op een model van de fysieke leefomgeving en daarmee ook te gebruiken zijn in ons domein.
Waarom nu?
Waarom Digital Twins binnen onze sector thans zo in zwang zijn, heeft direct te maken met de opkomst van technologie. Met name IoT, Big Data(-analytics), AI en Augmented Reality. Hierdoor zijn we intussen beter in staat om (real time) te meten, te analyseren en dynamisch te visualiseren. Naast deze ICT-gerelateerde ontwikkelingen is er binnen onze sector bovendien een aantal aanjagers die zorgen voor een flinke wind in de rug. Ik noem er een paar.
In de eerste plaats zijn er ontwikkelingen op het gebied van intelligente 3D-inwinning waarbij steeds grotere Levels Of Detail (LOD) mogelijk zijn, alsmede de ontwikkeling en toepassing van standaarden voor 3D-omgevingsinformatie. Deze ontwikkelingen stellen ons in staat om tegen lagere kosten betere/nauwkeurigere en uitwisselbare
3D-(stads)-modellen te ontwikkelen. Bij deze modellen speelt integratie met de basisregistraties een belangrijke rol. Tegen deze achtergrond spelen ook ontwikkelingen voor wat betreft de verdere integratie van GIS en BIM, al is hier nog veel werk te verzetten. De heilige graal is dat straks, op een hoog detailniveau BIM en GIS naadloos in elkaar overvloeien.
Een heel belangrijke aanjager voor de inzet van Digital Twins zijn de maatschappelijke opgaven op het gebied van onder andere klimaat, landbouw, energie, woningbouw en infra, die ons verder aanzetten om te komen tot een integrale systeembenadering van de fysieke leefomgeving. Ondersteunend hierbij is de RO-benadering ‘in de geest van de Omgevingswet’ – en het denken in Digitale Stelsels. Hiermee krijgt de Digital Twin in potentie een mooie plek in de beleidscyclus, van planvorming tot uitvoering en monitoring.
Verder ontstaan intussen in het Geo-werkveld open/commerciële componenten en technologieplatformen die kunnen dienen als basis voor het ontwikkelen van Digital Twins.
Tot slot is het gedachtengoed om te komen tot een (nationale) infrastructuur voor het ontwikkelen van Digital Twins een heel interessante potentiële aanjager van het concept. In zo’n infrastructuur kunnen aan de ene kant gedeelde data, modellen en technologie/platformen en aan de andere kant afspraken over standaarden én het faciliteren van ‘communities’ helpen om ontwikkelingen van Digital Twins te ondersteunen op weg naar een volgend niveau.
Hoever zijn we?
Zoals hiervoor aangegeven, wordt binnen onze sector Digital Twin nog veelal gezien als een visueel 3D-model van de fysieke leefomgeving. We zijn intussen druk aan het experimenteren onderweg naar de volgende stap waarbij meer en meer sprake is van integratie van (ruimtelijke) modellen, realtime data/big data, IoT, AI en nieuwe visualisatie-methodieken (dashboards). Feitelijk staan we echter pas aan het begin van deze ontwikkeling. Volgens de Gartner Hype Cycle heeft de Digital Twin nog vijf tot tien jaar te gaan voor deze het zogenaamde plateau van productiviteit bereikt. Dat lijkt lang, maar is toch ook weer snel. Oftewel: wees voorbereid!
Samenwerken!
Willen we voortgang boeken op het gebied van Digital Twins, dan moeten we ons nadrukkelijk de vraag stellen hoe we in onze sector op dit front beter kunnen samenwerken. In de kern is Digital Twinning gebaseerd op een integrale benadering, gebaseerd op collaboratie en interactie. Bijvoorbeeld voor het delen van data en modellen volgens de FAIR-uitgangspunten en zeker ook door interactie met gebruikers te organiseren. Met name in dit kennisdomein geldt: ‘Alleen ga je snel, maar samen kom je verder!’
Om de mogelijkheden van Digital Twins breed toegankelijk te maken, heeft Geo-novum op verzoek van het GI-Beraad een voorstel geschreven om te werken aan een nationale Digital Twin-infrastructuur voor de fysieke leefomgeving. Dit is een interessante ontwikkeling die dit moet ondersteunen.
Al met al wordt het dus de hoogste tijd om elkaar te ontmoeten en de spannende mogelijkheden met elkaar te delen. Dat is dan ook het doel van dit GeoBuzz-programmaonderdeel. De aspecten zoals hiervoor benoemd komen hierbij ruim aan bod, er is gelegenheid om te netwerken en te zien hoe we krachten verder kunnen bundelen.
Theo Thewessen is senior system engineer geo-informatics bij Geodan.
