Vad är en digital tvilling?

Med en digital tvilling kan man direkt se vilken effekt det får om någon förutsättning förändras och använda den kunskapen för att optimera det verkliga objektet. Ju mer lik den digitala tvillingen är den riktiga tunneln, huset, grävmaskinen eller vad det nu kan vara, desto bättre blir förutsättningarna. En tunneltvilling kan till exempel avspegla värden som temperatur, spänningar och luftfuktighet, medan en maskinkopia exempelvis mäter värden som varvtal och strömförbrukning.

En digital- och en "riktig" plattform.

Så funkar en digital tvilling

Metoden bygger på att det finns en koppling mellan det verkliga objektet och den digitala kopian. Mätvärden samlas in från originalet, tex med hjälp av sensorteknik, och används i den digitala tvillingen för att övervaka drift och planera underhåll. Mätvärdena blir också underlag för att simulera vad som händer om förutsättningarna ändras. Den digitala tvillingen kan ge oss svar på frågor som:

• Hur påverkas elförbrukningen om man sätter upp solpaneler på taket?
• Vad händer med inomhusklimatet vid dubbelt så många människor i byggnaden?
• Kommer bron att klara en viss belastning, som en större försvarsövning med stridsvagnar? 

Ju mer komplett tvillingen är, alltså ju fler parametrar, information och mätvärden man har tillgång till och ju tätare tidsintervallet mellan mätningarna är, desto större precision får man i sin digitala tvilling. Parametrar kan vara temperatur, luftfuktighet, vattenförbrukning, elförbrukning, när/var i en byggnad människor befinner sig, ljudvolym, antal personer, utomhusväder och partiklar.

Exempel på hur en digital tvilling av en byggnad kan se ut.

Tvillingen säger till när det är dags för underhåll

Metoden växte fram med Apolloprojekten där den användes för att kunna simulera hela rymdresan innan avfärd. I början av 2000-talet började metoden användas i tillverkningsindustrin. Där har man sedan länge arbetat med livscykelhantering och inkluderat alla simuleringar i tidiga skeden för att få full kontroll och feedback i drift- och förvaltningsfasen.

Den senaste tiden har utvecklingen inom sensorer gjort det möjlighet att använda digitala tvillingar även för underhåll och skapat nya användningsområden som infrastrukturprojekt och byggnader.

Rätt använd kan en digital tvilling bidra mycket till en effektivare förvaltning. Genom att hålla sin digitala tvilling uppdaterad så nära realtid som möjligt kan man planera underhåll på ett nytt sätt. Istället för att arbeta efter en underhållsplan som utgår från att underhållsarbeten ska göras med jämna mellanrum kan arbetena utföras när byggnaden eller tunneln är så sliten att det krävs – den digitala tvillingen säger till när det är dags. Det är ett hållbart sätt att arbeta som också innebär minskade kostnader.

Machine learning gör maskiner smarta

Den digitala tvillingen bygger främst på tekniker så som IoT (Internet of Things) och machine learning. Med IoT kan allt från vardagsföremål till maskiner, fordon och byggnader styras, rapportera och utbyta data via nätet. Moderna sensorer har gjort det enkelt och relativt billigt att göra täta mätningar och samla in stora datamängder, men den behöver analyseras om vi ska ha nytta av den. Där kommer machine learning in i bilden som gör det möjligt att analysera stora mängder data. Tekniken innebär att man skapar program för datorn att se mönster, tolka dem och på sikt ta egna beslut. I framtiden kommer en smart byggnad kunna förutspå när det kommer bli dålig luft och öka ventilationen för att skapa ett behagligare inomhusklimat.

---

Fråga experterna

Våra experter inom hållbarhet, innovation och samhällsplanering svarar på frågor och reder ut krångliga begrepp. Har du en fråga som du funderat på, men aldrig fått tillfälle att ställa till en ingenjör eller samhällsrådgivare? Mejla din fråga till kommunikation@ramboll.se så kanske svaret på just din fråga blir publicerad.