D2 – Industrieel bouwen met productplatforms
Welke rol kunnen digital twins spelen bij modulair en industrieel bouwen? Binnen dit deelproject hebben de Universiteit Twente en TNO samen met vier bouwpartners concrete toepassingen geïdentificeerd voor digital twins. Bovendien zijn ze naar de praktijk vertaald in gebruikstoepassingen en werkende demonstrators.
‘Digital twin is een populaire term en een erg ruim begrip’, begint Arjen Adriaanse, hoogleraar Construction Process Integration & ICT aan de Universiteit Twente en Science Director bij TNO. ‘Doel van dit project was om dit abstracte begrip heel concreet te maken voor modulaire en industriële bouwsystemen.’ Irfan Pottachola, die in het kader van een Engineering Doctorate (EngD) een centrale rol speelde in dit project: ‘Digital twins kunnen we op twee manieren inzetten om emissies te reduceren: voor directe en passieve interventie. Met directe interventie kun je bijvoorbeeld op de bouwplaats direct preventieve maatregelen voorstellen om emissies te beperken, of om het energieverbruik in de fabriek te reduceren. Daarnaast heb je passieve interventies, waarmee je processen echt optimaliseert door het gebruik van digital twins. Daarmee wordt modulair en industrieel bouwen voordeliger en interessanter ten opzichte van traditioneel bouwen. Door meer modulair te bouwen kunnen emissies worden gereduceerd en verplaatst naar andere plekken dan de bouwplaats.’
Geen futuristisch model
Een eerste misvatting is volgens Pottachola dat een digital twin één vastomlijnd futuristisch model of softwaresysteem is. ‘Wat we ontdekten is dat de meeste bedrijven die we onderzochten al eerste vormen van digital twins hebben, of tenminste de technische infrastructuur. Het was vooral zaak om de verschillende ICT-systemen aan elkaar te knopen tot een model. Een digital twin kun je met heel verschillende soorten software maken, het is maatwerk en afgestemd op de wensen van het bedrijf. Je verzamelt data uit de praktijk, verwerkt ze en combineert ze met behulp van algoritmes om uiteindelijk inzichten te krijgen. Veel bedrijven doen dat al, alleen op een gefragmenteerde manier.’
Veelbelovende toepassingen
Wat Pottachola merkte was dat er bij de partners vooral aandacht was voor process twins, gericht op procesoptimalisatie. ‘Daar zitten veel interessante toepassingen. Zo kun je met een factory twin de efficiency van je productieproces vergroten. Met een process simulation ontwerp je vooraf een optimaal fabricageproces. Ook kun je met een process twin vertragingen voorspellen. Op de bouwplaats kun je process twins gebruiken om de veiligheid en emissies te monitoren, om gericht maatregelen te nemen voor verbetering. Daarnaast hebben we met een aantal bouwers ook naar de gebruiksfase gekeken. Door een product twin te maken van een woning kun je bijvoorbeeld het energieverbruik en de luchtkwaliteit optimaliseren, en de emissies van de complete woning reduceren.’
Toekomstmuziek
Een van de inzichten bij de deelnemers was dat uiteindelijk alle digital twins die je gebruikt aan elkaar kunnen worden geknoopt, merkt Adriaanse op. ‘Voor het ontwerp heb je een design twin, voor je productie is er een production twin, dan heb je voor het transport van de modules een logistics twin, voor de assemblage is er een site twin, gevolgd door een usage twin. Al die twins of enkele daarvan kun je uiteindelijk combineren of laten interacteren in een enterprise twin. Daarmee kan je bijvoorbeeld zien welke effecten aanpassingen in je design twin hebben op de productie (production twin) en transport (logistics twin). Daarvoor moet wel informatie kunnen worden uitgewisseld tussen de verschillende twins. Maar dat is voorlopig nog toekomstmuziek. Wat ik vooral interessant vond aan dit project was de leercurve bij de deelnemers. Na wat aanvankelijke scepsis over het futuristische begrip digital twin, zijn we erin geslaagd om scope aan te brengen en concrete toepassingen te beschrijven, waardoor het enthousiasme verder groeide.’
Aan de slag met digital twins
Dat enthousiasme heeft ertoe geleid dat verschillende partners inmiddels aan de slag zijn gegaan met demonstrators die de haalbaarheid en toegevoegde waarde van digital twins in de praktijk moeten aantonen. En het blijft niet bij prototypes, want de bedrijven zetten hun digital-twin-activiteiten ook na afloop van het deelproject voort. ‘Ik verwacht dat ze hiermee uiteindelijk echt een flinke impact kunnen hebben op de transitie naar emissieloos bouwen’, besluit Adriaanse.
‘De aanvankelijke scepsis bij de deelnemers is omgeslagen in enthousiasme’
Partners
- Emergo
- Heddes Bouw & Ontwikkeling
- Strukton Systems
- TBI Woonlab Gewoonhout
- Universiteit Twente
Resultaten
Het deelproject heeft een digital-twin-raamwerk opgeleverd met veelbelovende digital-twin-toepassingen in verschillende procesfasen bij modulair en industrieel bouwen. Er zijn gebruiksscenario’s uitgewerkt voor uiteenlopende toepassingsdomeinen en cases. Tot slot is er een functioneel programma van eisen opgesteld voor de toepassing van digital twins bij modulair en industrieel bouwen.
