Digital twins in ontwikkeling
Digital twins hebben de wind in de zeilen. Onderzoeksbureau Research and Markets verwacht dat de wereldwijde markt voor digital twins tot 2027 jaarlijks met gemiddeld 41,7 procent zal groeien naar een totale waarde van 63,5 miljard dollar. Niet gek want de technologie maakt het mogelijk om efficiënter te produceren en betere onderhoudsdiensten en services te leveren.
Op dit moment worden de meeste digital twins louter gebouwd als projectie van data. Machines in het veld genereren een bak gegevens die je met een twin geweldig mooi in beeld kunt brengen. VDL Nedcar heeft bijvoorbeeld zo’n digital twin geïnstalleerd van zijn fabriek in Born. De informatie uit de productielijnen wordt realtime en in 3D gevisualiseerd. Heel knap, en het opent de deuren naar heel veel toepassingen en procesverbeteringen. De digital twin is echter behoorlijk passief, in de zin dat hij niets doet zonder zijn fysieke tegenhanger. Het is alsof de ene broer alleen leeft als zijn tweelingbroer dat ook doet. Zo zijn vrijwel alle digital twins nu opgezet.
Zou het niet veel interessanter zijn als de fysieke en de virtuele werelden gescheiden entiteiten zijn, en als de digital twin zelf ook nuttige data genereert? Stel je eens voor dat je een productlijn wilt ontwerpen, en daarvoor eerst een twin creëert. Een digitale replica die zo goed is dat zij waardevolle informatie teruggeeft waarmee je het design kunt verbeteren en optimaliseren.
Je kunt zelfs een stap verder. Voor softwareontwikkelaars kan een digital twin een groot deel van de hardware vervangen. Niet volledig omdat de code uiteindelijk ook op de fysieke hardware moet worden getest, maar zo lang die niet beschikbaar is – en we weten allemaal dat dat pas tegen het eind van het ontwikkeltraject het geval is – kan een digital twin uitstekend dienen als testplatform voor de software. In hightech systemen zit best veel software, om maar eens een understatement te gebruiken. Regelmatig vormt de softwareontwikkeling de bottleneck in een designtraject. Elke verbetering in dat proces is dus meer dan welkom. Met een goede digital twin kun je de softwareontwikkeling stroomlijnen en versnellen.
Bij grote hightechbedrijven zie je die aanpak niet of nauwelijks. Er zijn wellicht wat kleiner spelers die digital twins inzetten in de engineeringfase, maar de grote machinebouwers gebruiken ze vrijwel uitsluitend als fancy dashboard tijdens de productiefase of de operatie in het veld. Daar valt nog heel wat te winnen.
Test less, verify Moore
At the Bits&Chips Event 2023 on 12 October 2023, Phillipa Hopcroft from Cocotec and Ivo ter Horst from ASML will kick off with a keynote speech on transforming how lithography machine software is built. Make sure to keep an eye on the website for program updates and save the date!
Kan het dan niet met andere simulatiesoftware? Natuurlijk, voor elk onderdeel van je machine bestaan simulators op maat. Daarmee kun je heel goed inzoomen en keuzes maken over dat specifieke gedeelte. De kracht van digital twinning is juist dat je het hele systeem in één keer simuleert.
Let wel, het snijdt geen hout om bijvoorbeeld een complete waferscanner in een digital twin te vangen. Je zou dan elke foton apart moeten modelleren; dat gaat uiteraard veel te ver. Maar elk systeem heeft verschillende abstractieniveaus, dus er is er altijd wel een waar een twin meerwaarde biedt. Het is alleen zaak om het goede abstractieniveau te vinden. Op een te hoog niveau is het wellicht alleen interessant voor marketingdoeleinden. Op een te laag niveau wordt het te complex. Hoe dan ook, je hoeft echt geen digital twin te bouwen van je complete machine in al haar details om toch te profiteren van het ontwikkelgemak.
Technisch gezien is het geen probleem; de tooling is beschikbaar. De terughoudendheid lijkt organisatorisch van aard. Veel bedrijven hebben nog niet de link gelegd tussen hun strategische doelen en de mogelijkheden die digital twinning biedt. Als het je ambitie is om je softwareontwikkelproces te verbeteren, kun je niet om een digital twin heen. Dat kwartje moet bij veel bedrijven nog vallen. Voor niks gaat de zon op, dus je zult moeten investeren in een goede digital twin. Het kost nu eenmaal tijd en geld om een waardevolle virtuele kopie te creëren. En je moet haar bijhouden en aanpassen aan de onvermijdelijke veranderingen in het mechanische design. Zoek eventueel een partner die je kan helpen en ga aan de slag. En vooral, gebruik een digital twin niet alleen voor die mooie marketingplaatjes maar juist in de belangrijkere ontwikkelfase, als motor achter de verbetering van het softwareontwikkelproces.
Met dank aan Julien Schmaltz (ICT Group) voor zijn inbreng.
