Digital twins in opmars maar uitdagingen blijven
Arend Pool onderzocht als onderdeel van zijn afstuderen aan de Universiteit Twente (UT) de potentie van digital twins voor CGI. Daaruit blijkt onder meer dat er nog voldoende uitdagingen zijn voor de sector. Voor SpoorPro gaat Pool dieper in de materie en vertelt hij meer over zijn onderzoek, dat hij heeft gedaan in samenwerking met Hans Moonen, werkzaam voor CGI en hoogleraar aan de UT, en Robert Voûte, Vice President Consulting Geo-ICT bij CGI.
Pool: “Het werd uiteindelijk een uitgestrekt stuk werk met een veelvoud aan interviews met verschillende rollen binnen de vervoersketen, waarbij eerst een snapshot van de as-is situatie is geschetst om aan de hand daarvan problemen te identificeren waarbij een digitale, centrale entiteit van dienst zou kunnen zijn.”
Digital twins
De definitie van digital twins is volgens Pool in de essentie niet zo moeilijk te begrijpen, maar de breedte ervan kan het concept soms wat vaag maken. “Er is een breed scala aan voorbeelden van digital twins te geven, allemaal met diverse eigenschappen: er zijn minstens vier verschillende manieren gevonden om digital twins te kunnen classificeren. Maar praktisch gezien komt het er op neer dat een fysiek object wordt ‘getwint’ in een digitale omgeving, waarbij data uit verschillende bronnen worden gecentraliseerd om juiste informatie te presenteren aan de gebruiker (Surianarayanan, 2020)”, zo legt Pool uit.
Het mooie van digital twins is volgens Pool, dat het een “nieuwe interactie tussen mens en machine” mogelijk maakt. Het combineert het cognitieve vermogen van de mens met de rekenkracht van een computer. Waar computers goed kunnen analyseren en verwerken, zijn mensen beter in het trekken van logische verbanden.
Pool: “Om maar een paar voorbeelden te noemen: via digital twins kan er bijvoorbeeld op afstand worden gewerkt. Je hoeft immers niet meer op locatie te zijn om te weten wat er gebeurt. Daardoor kunnen machines op elkaar afgestemd worden -omdat ze alles van elkaar ‘weten’- of kan er predictive maintenance worden uitgevoerd. De conditie van assets kan immers goed worden getrackt. De metafoor van een digital twin van een fysiek object maakt het daarbij mogelijk om eenvoudiger tot nieuwe usecases en applicaties te worden – het is immers eenvoudiger voor te stellen wat je met data van de twin in zijn omgeving kunt doen.”
Digital twins en spoorvervoer
Ook in het veld van spoorvervoer zijn de toepassingen van digital twins terug te vinden, zowel op het gebied van goederenvervoer als op passagiersvervoer. Pool voegt daar aan toe: “Neem voor laatstgenoemde de (NS) virtuele trein: een uitgestrekte twin waardoor reizigers maar ook gebruikers binnen NS onder andere kunnen zien waar een trein is, hoe hard de trein rijdt en hoe de trein is samengesteld. Maar ook op assetniveau: 3D scans worden gemaakt van het spoornetwerk om de conditie van de rails te kunnen analyseren, zoals we bijvoorbeeld ook al doen voor ProRail.”
CGI’er Thijs Jan Noomen gaf een tijdje geleden een interview aan SpoorPro over 3D-modellen van treinen op stations en emplacementen. Dat interview is hier terug te lezen.
Potentie van digital twins
Digital twins maken dus meer en meer hun opmars, zeker met de grote hoeveelheid aan data in zogenaamde silo’s is het volgens Pool “een goede aanpak om deze data te gaan centraliseren of in ieder geval centraal realtime te ontsluiten.” Pool vervolgt: “In een serie interviews met consultants, een capaciteitsbeheerder bij ProRail en een spoorvervoerder kwamen meerdere uitdagingen op het spoor in het licht. Vooraanstaand waren de issues gerelateerd aan het Niet Centraal Bediende Gebied (NCBG), waarbij transparantie -over actuele spoorbezetting, treincompositie, etcetera- het een en ander te wensen overlaat. Hierdoor kan capaciteit met het statische TijdRuimteSlot (TRS) niet volledig worden benut en ook veiligheid blijft een last wanneer het om gevaarlijke goederen gaat.”
Als voorbeeld noemt Pool wat digital twins door transparantie en digitaal inzicht op het spoor en treinen het NCBG zou kunnen bieden. “Als je dit verder doortrekt zou daarmee het concept NCBG feitelijk ophouden te bestaan. Afgeven van grote TijdRuimteSloten is niet meer nodig omdat verkeersleiding weet wat er gebeurt op emplacementen, veiligheidsdiensten kunnen gerichter actie ondernemen omdat ze weten waar de gevaarlijke stoffen daadwerkelijk op het spoor staan -het huidige WLIS laat hier en daar wat achterwege- of veiligheidsregio’s kunnen risicogestuurd treinen weren door middel van wagengezondheidsdata.”
De uitdagingen
Zeker op het gebied van goederenvervoer is er nog veel te ontwikkelen voordat de ware potentie kan worden bereikt. Pool: “NCBG is NCBG met een reden: de investeringen zijn hoog als het vergeleken wordt met wat je ervoor terug krijgt. Het spoorgoederenvervoer is tamelijk conservatief en een digitale transformatie heeft een cultuurshift nodig. De stap naar een compleet digitale toekomst is enorm, maar niet uit de weg te gaan met het oog op klimaatdoelen en een verdere modaliteitstransitie – zoals door het ministerie (IenW – red.) feitelijk ook van ProRail gevraagd wordt, met het mogelijk maken van een verdubbeling van railgoederenvervoer de komende tien jaar.”
Pool tot slot: “Het volgende is voorgesteld: begin spoedig met het centraliseren en standaardiseren van alle data. Er ontstaan steeds meer veelbelovende proof-of-concepts met assentellers en slimme camera’s, maar deze projecten zijn losstaand van elkaar. Wanneer je een gestandaardiseerde aanpak integreert, dan kan een modulaire digital twin worden opgezet die gradueel kan worden opgeschaald. Verandering gebeurt niet in één nacht. Het is niet verkeerd om de IT hierop in te stellen. De metafoor van een digitale twin van de fysieke objecten op, rond en in het spoor, kan hier versnellend werken. De problematiek van het NCBG is hierbij slechts het begin.”
Lees verder:
