Digital Twins in de bouwsector

door Maurits Hagemans
306 views
Een Digital Twin van de PXL-Green & Tech-campus in Diepenbeek. Afbeelding: Hogeschool PXL

Wat als…? Wat als er een identieke digitale tweelingbroer of -zus van jou bestond in de virtuele wereld? Eentje met exact dezelfde fysieke en mentale eigenschappen, goed en minder goed. Eentje waarop je  virtueel kon simuleren wat drie dagen zonder slaap met je doet. Of 10 jaar roken. Of een nieuw geneesmiddel of huidzalfje. Voor mensen bestaat zo’n digitale tegenhanger (nog) niet, maar voor de industrie en de bouwsector wél. Digital Twins zullen in de toekomst alsmaar belangrijker worden, zegt PXL eXpert Maurits Hagemans.

Maal drie

Digital Twins zijn digitale tegenhangers van producten, systemen of processen die vooral een praktisch nut hebben. Simuleren, testen, monitoren, integreren, onderhouden: het gaat allemaal sneller, eenvoudiger en efficiënter als je een virtueel digitaal model hebt.

In de komende jaren verwachten we meer dan 20 miljard sensoren die met elkaar verbonden zullen zijn en een verdrievoudiging van het gebruik van Digital Twins. In 2018 bestempelde Gartner Digital Twins als een toonaangevend element in hun Hype Cycle voor opkomende technologieën en voorspelde het de piek ervan binnen een tijdsbestek van 5 tot 10 jaar. De Industrial Digital Twin Assocation ging volgens de Gartner Hype Cycle van fase 4 (Slope of enlightenment) naar fase 5 (Plateau of productivity).

Digital Twin, top of the peak of expectations (Gartner, 2018)

Verbinden en besparen

Traditioneel werd bouwinformatie op een statische manier gearchiveerd:  op papier of in digitale bestanden. De term Digital Twin werd bedacht in 2002, toen Michael Grieves van de Universiteit van Michigan hem introduceerde tijdens discussies over Product Lifecycle Management (PLM). Grieves zag een naadloze verbinding tussen het tastbare en virtuele domein gedurende de levensduur van een systeem.

Digital Twins worden gezien als de verbinder tussen het tastbare en digitale domein, waarbij gegevens realtime of (bijna realtime) worden bijgehouden en geüpdatet. Met de opkomst van Internet of Things (IoT) is het nu mogelijk om gegevens van fysieke objecten en systemen naar verre locaties te sturen, de gegevens te onderzoeken en vervolgens in te grijpen door de omstandigheden van het werkelijke object op zijn locatie aan te passen.

Op die manier bieden Digital Twins aanzienlijke voordelen voor zowel het voorontwerp, de verificatie als het beheer van een tastbaar object. Je kan een object virtueel modelleren en onderwerpen aan digitale testen voordat het wordt geproduceerd, waardoor tijd en geld bespaard wordt. Waardevol in elke fase van de levenscyclus van een project…

Bidirectioneel en dynamisch

Digital Twins kunnen worden gemaakt van 3D-modellen, 3D-scans of zelfs 2D-documenten. Wat een Digital Twin onderscheidt van statische documenten, is de bidirectionele gegevensstroom tussen de fysieke en digitale wereld en de dynamische verbinding tussen de twee. XR-technologieën (extended reality) kunnen het potentieel en de bruikbaarheid van Digital Twins aanzienlijk versterken, waar gebruikers zich onderdompelen in een virtuele omgeving die de fysieke wereld weerspiegelt. Digital Twins bieden een virtuele afspiegeling van een fysiek object, compleet met gegevensverbindingen voor inspectie, bewaking en voorspelling van complexe procedures of systemen.

Ontwikkeling van een Digital Twin van de PXL-Green & Tech-campus in Diepenbeek met behulp van (drone)scans. Afbeelding: Hogeschool PXL

Digital Twins helpen om complexe problemen te begrijpen door modellen te combineren met relevante gegevens. Zo kunnen potentiële conflicten snel en efficiënt geïdentificeerd worden en kan het fysieke model beter gestroomlijnd worden. In het verleden was het vertalen van 2D-documenten naar tastbare objecten een repetitieve en inefficiënte taak. Tegenwoordig kunnen modellen virtueel gemaakt en getest worden. Dit testen gebeurt grondig en steevast virtueel, waardoor tijd en kosten bespaard worden en er niet langer onnodig materiaal verspild wordt.

Ontwikkeling van een Digital Twin van de PXL-Green & Tech-campus in Diepenbeek, aangevuld met datapunten. Afbeelding: Hogeschool PXL

Digitale transformatie in de bouwsector

De AEC-industrie (Architecture, Engineering & Construction) ondergaat een digitale transformatie, met technologieën als Digital Twins, augmented reality (AR), virtual reality (VR) en geavanceerde visualisatietechnieken voorop.

Interviews met professionals in België en in heel Europa (Finland, Verenigd Koninkrijk, Duitsland en Frankrijk) onthullen verschillende adoptiesnelheden, uitdagingen en vooruitzichten voor deze technologieën.

Grote Belgische bedrijven hebben BIM (Building Information Modeling) ingevoerd, om zo fouten te verminderen en de samenwerking te verbeteren. De digitaliseringstrend is duidelijk – waarbij BIM steeds meer de standaard wordt – maar de invoering van digitale technologieën in de Vlaamse bouwsector lijkt nog in zijn beginstadium te zitten. Recente ontwikkelingen in game-engines zoals Unity3D en Unreal verbeteren de verwerkingsmogelijkheden, maar softwarefragmentatie en de behoefte aan aanzienlijke rekenkracht blijven een probleem.

Verder blijven er belangrijke uitdagingen, zoals return on investment verbeteren en het volledige potentieel voor samenwerking benutten. De Vlaamse bouwsector behoort tot de top van Europa, maar er blijft nood aan meer samenwerking en gegevensuitwisseling, aan gebruiksvriendelijke interfaces en aan gestandaardiseerde softwareplatformen. Kleinere Belgische bedrijven en kmo’s hebben dan weer meer tijd nodig om deze nieuwe technologieën in te voeren, want ze zijn behoorlijk complex en vereisen training en opleiding.

Wordt zeker vervolgd…


Meer weten?

Bölke, M. (2021). Industrial Digital Twin Association. Industrial Digital Twin Association.

Fink, D. A., & Mata, A. (2021). Digital Twin: Bringing MEP Models to Life. Autodesk University.

Contact: maurits.hagemans@pxl.be

Aanbevolen berichten