Een digitale dubbelganger
De digitale tweeling is een van de belangrijkste innovaties voor de toekomstige supply chains. Op welke technologieën is het gebaseerd? En wat betekent dit voor het dagelijkse transport en het beheer in de logistiek? De antwoorden bieden veelbelovende vooruitzichten.
Een digitale tweeling is het virtuele beeld van een fysieke realiteit. De gegevens voor een digitale tweeling worden automatisch en idealiter in realtime verzameld en gevisualiseerd. De werkelijkheid en het virtuele beeld zijn permanent met elkaar verbonden en bij voorkeur in interactie met elkaar.
Individuele objecten zoals machines, voertuigen of gebouwen kunnen op deze manier worden gevisualiseerd, net als complete processen in bijvoorbeeld productielijnen, warehouses of zelfs intercontinentale transportnetwerken. In de logistiek registreren en tonen digitale tweelingen vooral de huidige ruimtelijke positie en status van objecten in een bepaald gebied.
Het maken van digitale beelden van de werkelijkheid is mogelijk geworden dankzij de beschikbaarheid van steeds krachtigere en goedkopere elektronische sensoren. Kleine, energiezuinige elektronische microsensoren registreren automatisch temperatuur, snelheid, lichtinval en andere omstandigheden in realtime. Verschillende lokalisatiemethoden op basis van radiosignalen kunnen ook worden gebruikt om de positie van objecten te bepalen, hetzij via lokale privézenders in gebouwen en depots, hetzij in openbare ruimten via zendmasten van mobiele netwerken en satellietsignalen. Het aantal beschikbare op radiogolven gebaseerde technologieën is de afgelopen jaren constant toegenomen, met als bekendste voorbeelden RFID, Bluetooth Low Energy (BLE), WLAN, 4G/5G en GPS, die allemaal op grote schaal worden gebruikt.
De laatste jaren is er een andere belangrijke basistechnologie voor digitale tweelingen bijgekomen: optische systemen die beeld- en videoregistratie combineren met software gebaseerd op kunstmatige intelligentie. De verzamelde gegevens kunnen worden gebruikt om objecten te identificeren en hun locatie, grootte en aard te berekenen. Op plaatsen waar het moeilijk of onmogelijk is voor camera's om de omgeving waar te nemen, kunnen bedrijven kiezen voor tweedimensionale codes zoals QR of Data Matrix Code (DMC). De grote hoeveelheden gegevens die worden gegenereerd tijdens de analyse van afbeeldingen en video en de noodzakelijke verwerkingssnelheid worden meestal verwerkt door krachtige grafische kaarten. Steeds vaker worden gegevens direct verwerkt bij een scanapparaat of op een lokale server (edge computing). Dit betekent dat slechts een kleine hoeveelheid gegevens naar de cloud of server hoeft te worden overgebracht.
Betere zichtbaarheid van storingen en fouten
Het belangrijkste voordeel van een digitale tweeling is de real-time visualisatie van de status van objecten en processen. Dankzij deze transparantie zijn storingen direct zichtbaar en kunnen ze dus sneller worden opgelost. Dit heeft een positief effect op tijd en kwaliteit in de supply chain. Binnen enkele seconden kunnen bedrijven het punt identificeren waarop een defecte machine onderhoud nodig heeft of waar een proces dreigt te falen en direct de juiste actie ondernemen. Een digitale tweeling maakt handmatige processen voor gegevensverzameling en -analyse overbodig.
Een digitale tweeling is het virtuele beeld van een fysiek object.
Het gebruik van de digitale tweeling gaat nog een stap verder wanneer voorschrijvende analysemethoden gebruikt worden om automatisch suggesties weer te geven om ongewenste omstandigheden te vermijden of zelfs automatisch beslissingen te nemen om dergelijke gebeurtenissen te vermijden. Voorschrijvende analyse gebruikt dus de realtime gegevens van de digitale tweeling om toekomstige toestanden en gebeurtenissen te simuleren en te evalueren. Gecombineerd met ‘historische’ gegevens en intelligente algoritmes kan dit bijvoorbeeld gebruikt worden in de transportlogistiek om de planning van voertuigen te ondersteunen.
Een digitale tweeling stelt mensen ook in staat om objecten op afstand te bedienen, zoals het besturen van voertuigen over lange afstanden in complexe omgevingen. Met behulp van een virtueel ontwikkelde 3D-omgeving op basis van gegevens van de digitale tweeling kunnen mensen een optimaal beeld krijgen van de locatie op afstand en een vrachtwagen besturen op een bedrijfsterrein. In de logistiek kan dit worden gebruikt als noodoplossing bij het gebruik van autonome voertuigen. Dezelfde technologie kan ook worden gebruikt om zowel mensen als AI-algoritmes te trainen. Vooral extreme situaties kunnen met weinig moeite en zonder risico voor mensen worden ‘geleerd’.
Gebruik van digitale tweelingen bij DACHSER
DACHSER heeft de afgelopen jaren twee allesomvattende digitale tweelingen ontwikkeld en in zijn systeem geïntegreerd. De ene visualiseert de processen in het Europese wegtransportnetwerk: het bedrijf ontwikkelde een speciaal telematicaplatform dat de positie en aankomsttijd van meer dan 10.000 wissellaadbakken en opleggers in bijna realtime in kaart brengt, wat de planning verbetert. Speciaal ontwikkelde zonnepanelen met 5G/LPWAN en GPS-positiebepaling dienen als basistechnologie. Een andere digitale tweeling is gecreëerd in samenwerking met @ILO (Advanced Indoor Localization and Operations) voor de DACHSER overslagloods. Hier kunnen de eerste pilotsystemen zendingen en industriële vrachtwagens in realtime automatisch identificeren, lokaliseren en meten. Relevante gegevens worden via beeldschermen en monitoren beschikbaar gesteld aan medewerkers in de loods. De gebruikte basistechnologie bestaat uit visuele scanapparaten in combinatie met barcodes.
Digitale tweelingen bieden de logistiek een belangrijke nieuwe gegevensbron voor de toekomstige controle, optimalisatie en kwaliteitswaarborging van logistieke processen.
Auteur: Andre Kranke, Head Corporate Research & Development bij DACHSER.