Jurjen Helmus benoemd tot lector Industriële Digital Twins

Jurjen Helmus (1980) heeft het druk, vertelt hij tijdens een online gesprek vanuit zijn kantoor aan huis. ‘Pling,’ klinkt het als daar de zoveelste e-mail binnenkomt. Hij heeft dan ook meerdere petten op: als lector van het lectoraat Industriële Digital Twins verzorgt hij onderzoek en onderwijs aan de HvA, en is hij als AI-expert verbonden aan de Universiteit van Amsterdam (UvA).

Daarnaast is hij Lab Lead van het Maintenance Lab. En als oprichter van de Dataloog – een populaire podcast over data science, big data, AI en de digitale transformatie - stuurt hij naast zijn werk een team van online hosts en editors aan. ‘Ik spreek de taal van de academische wereld en die van de industrie,’ zegt hij. ‘En als ik een vraag krijg uit de praktijk heb ik genoeg AI-kennis om te weten hoe die het beste beantwoord kan worden.’

Jongensdroom

Met zijn benoeming is voor de kersverse lector een jongensdroom uitgekomen. ‘Als kind al was ik gefascineerd door het personage van Archibald Chagrijn in de tv-serie Bassie & Adriaan. Professor worden, dat wilde ik ook,’ vertelt hij.

Toch belandde hij na zijn studies Technische Bedrijfskunde en Industriële Techniek aan de Rijksuniversiteit Groningen in eerste instantie in het bedrijfsleven. Daar werkte hij als softwareontwikkelaar. Pas na zijn overstap naar de HvA in 2009 ging hij onderzoek doen. In maart 2023 promoveerde hij bij de UvA op een studie naar agent-based simulatiemodellen voor de laadinfrastructuur van elektrische voertuigen - in feite een Digital Twin.

Praktische handvatten

De kennis, ervaring en contacten die hij door de jaren heen heeft opgebouwd komen hem als lector Industriële Digital Twins - een samenwerking tussen de HvA , het Centrum Wiskunde en Informatica en diverse industriële partners - uitstekend van pas. ‘We ontwikkelen praktische handvatten voor de inzet van Digital Twins in de industrie’, vertelt hij enthousiast. ‘Bijvoorbeeld voor onderhoud en reductie van energieverbruik en voor het opvangen van personeelstekort. En we ontwikkelen fundamentele AI-modellen die dit ondersteunen.’

Digital Twin

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 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. ‘Digital Twins maken het mogelijk processen, producten of systemen te verbeteren via data-analyse en simulatie,’ legt Jurjen uit. ‘Je kunt daardoor efficiënter en nauwkeuriger werken, en zo tijd en geld besparen.’

Uitdagingen in de industrie

Digital Twins zijn daarmee zeer welkom in een tijd dat de industrie tegen grote uitdagingen aanloopt. ‘Bedrijven moeten overstappen op schonere, energiezuinige productieprocessen, efficiënt onderhoud plegen en inspelen op een groeiend personeelstekort. Digitalisering maakt dan het verschil.’

Maar er is nog veel praktijkgericht onderzoek nodig om te komen tot oplossingen die werken. ‘Hoe neem je belemmeringen in productieprocessen weg, zoals het ontbreken van data over faalmechanismen in systemen? En hoe vertaal je data naar bruikbare algoritmes? Denk bijvoorbeeld aan de optimalisatie van een energiepark waarbij er niet maar een optimum bestaat, of het ontwikkelen van een onderhoudsstrategie voor een heel machinepark,’ illustreert de lector.

Een andere vraag is hoe je de interactie tussen machines onderling, en die tussen mens en machine inzet bij het nemen van besluiten. ‘Deze drie thema’s vormen de rode draad in ons onderzoeksprogramma.’

Virtuele servicemonteur

Een van de Digital Twin-oplossingen waar het lectoraat zich in verdiept, is de Virtuele Servicemonteur . De Virtuele Servicemonteur is een technologieplatform dat real-time sensor data en bedrijfsdata - zoals machinedocumentatie en servicerapporten - omzet in relevante informatie voor operators en servicemonteurs. ‘Operators, servicemedewerkers en monteurs gaan in ‘gesprek’ met het systeem. Zo kunnen zij op basis van de beschikbare digitale kennis problemen diagnosticeren én storingen op afstand - dus wereldwijd - oplossen,’ legt de lector uit. ‘De tool geeft jonge monteurs bovendien een snelle leercurve.

Een proof-of-concept voor het eerste bedrijf is klaar en inmiddels hebben meer dan tien bedrijven met vergelijkbare use-cases zich aangemeld. ‘Dat betekent dat ons onderzoek echt van meerwaarde is voor de beroepspraktijk.’

Onderzoek tot leven brengen

Onderzoek, praktijk en onderwijs gaan bij het lectoraat hand in hand. Zo wordt een lab opgezet waar bedrijven nieuwe toepassingen van Digital Twins kunnen uitproberen. En werken in het Maintenance Lab studenten van studierichtingen als Aviation, Technische Natuurkunde en Elektrotechniek samen met onderzoekers van het lectoraat aan vraagstukken uit de industrie.

Het team achter Industriële Digital Twins begeleidde vorig schooljaar maar liefst 50 afstudeerders, zowel hbo’ers als academici. ‘Nu ik lector ben, worden dat er waarschijnlijk nog meer,’ lacht Jurjen. Geen enkel probleem voor een bezige duizendpoot als hij. ‘Ik vind het heerlijk om samen dingen te ‘maken’. En ik vind het mooi om te zien hoe onderzoekers en studenten in het lab van elkaar leren.’

Stabiele basis

Het lectoraat loopt in eerste instantie voor een periode van vier jaar, tot medio 2028. Jurjen wil voor die tijd een stabiele basis creëren voor vervolgonderzoek. Hij laat er geen gras over groeien: maar liefst twaalf projecten zitten er al in de pijplijn. ‘We groeien de komende jaren over drie verschillende onderzoekslijnen, vertelt hij. ‘Zo zorgen we ervoor dat de kennis die we opdoen zich meteen uitbetaalt en geven we de maakindustrie de boost die ze verdient.’