Industriële Digital Twins

Zowel grote als mkb(maak)bedrijven staan de komende jaren voor meerdere uitdagingen. Niet alleen moeten zij onderhoud efficiënter uitvoeren, ook moeten ze energieverbruik verminderen in hun productieproces met het oog op de energietransitie. Daarnaast hebben ze de opdracht om grond- en afvalstoffen zoveel mogelijk te hergebruiken om mee te gaan in de circulaire transitie.

Digital Twin

Digital Twin-technologie maakt het mogelijk om processen, producten en systemen via data-analyse en simulatie gericht te verbeteren. Van het testen van prototypes tot het voorspellen en inplannen van onderhoud. Hiermee kunnen bedrijven veel tijd, geld en energie besparen. Het lectoraat Industriële Digital Twins onderzoekt hoe zij deze technologie het beste kunnen inzetten.

Een Digital Twin is een digitale representatie of virtuele kopie van een object, systeem of proces in de ‘echte wereld.’ Dit kan van alles zijn: een koelsysteem, een fabriek met lasersnijmachines, maar ook een bedrijventerrein. De kopie is real-time verbonden met zijn fysieke wederhelft en communiceert continu met sensoren die het gedrag ervan nabootsen. Algoritmen zetten de data die binnenkomen om in bruikbare inzichten en acties; zij vormen in feite het brein van de Digital Twin. Een belangrijk kenmerk is de feedback-loop vanuit de virtuele omgeving terug naar de fysieke wereld. Denk hierbij aan aansturing van machines of mensen.

Drie onderzoekslijnen

Het lectoraat Industriële Digital Twins richt zich op drie onderzoekslijnen, die met elkaar een samenhangend geheel vormen. Bedrijven kunnen zich aansluiten bij de onderzoekslijn die het best past bij hun capaciteiten en de uitdagingen waar zij tegen aanlopen.

1. Van fysiek naar digitaal: de ontwikkeling van fysieke proefopstellingen en sensorsystemen voor digitale simulaties binnen bedrijven. In veel systemen ontbreken nu nog hoogwaardige real-time sensordata in (onderdelen van) machines. Binnen deze lijn worden onder meer faalmechanismen nagebootst. Denk bijvoorbeeld aan het vastlopen van een koelsysteem of tandwielkast.

2. Virtuele modellering en simulatie: de ontwikkeling van algoritmes en het generaliseren van oplossingen naar specifieke fysieke Twins. Bijvoorbeeld op het gebied van predictive maintenance (voorspellend onderhoud) en energieoptimalisatie.
3. Feedbackoptimalisatie: de interactie tussen machines onderling, en die tussen mens en machine, als basis voor weloverwogen besluitvorming. Want de resultaten uit de modellen leiden pas tot betere beslissingen van mens en machine als de effecten op het bedrijf berekend zijn.

Over de lector

Jurjen Helmus is lector Industriële Digital Twins aan de Hogeschool van Amsterdam. Hij is gepromoveerd aan de Universiteit van Amsterdam op simulatiemodellen voor het laden van elektrische voertuigen. Jurjen studeerde Technische Bedrijfskunde aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) en is gespecialiseerd in innovatiemanagement. Daarnaast studeerde hij Industrial Engineering aan de RUG, met een specialisatie in Chemical Engineering.

Onderwijs

Het lectoraat betrekt uiteenlopende opleidingen bij het onderzoek. Zo werken Engineering-studenten mee aan onderzoek naar de fysieke component van Digital Twins. Studenten van de minor Data Science en de master Applied AI houden zich op hun beurt bezig met de digitale component van Digital Twins. Het lectoraat werkt bij het ontwikkelen van onderwijs ook samen met andere opleidingen aan de HvA, zoals Werktuigbouwkunde, Technische Bedrijfskunde en Toegepaste Wiskunde.

Afstudeerders van verschillende studierichtingen aan hbo en universiteit - zoals Aviation, Technische Natuurkunde en Elektrotechniek - kunnen bij het lectoraat een afstudeerproject doen. Er loopt daarnaast een NRO Senior Fellows-project, gericht op de ontwikkeling van Digital Twins voor onderwijs aan de faculteit Techniek.

Partners

Het L.INT-lectoraat Industriële Digital Twins is een samenwerking tussen de HvA, het Centrum Wiskunde en Informatica en een aantal industriële partijen. Het lectoraat voegt praktijkgerichte kennis toe aan lopende en nieuwe projecten of samenwerkingen van het CWI. Hierbij kan het bouwen op de state-of-the-art fundamentele kennis van het CWI en deze toepassen binnen de context van een hogeschool. Het lectoraat werkt binnen de HvA nauw samen met het lectoraat Aviation Engineering en het Centre of Expertise for Applied AI.