Op 30 november 2022 was TNO gastheer van een Wijs met Locatie bijeenkomst.
TNO gaf de deelnemers een kijkje in de keuken van Digitale Tweeling projecten voor monitoring en onderhoud van de gebouwde omgeving.
Machteld de Kroon, managing director van de unit Mobility and Built Environment, benadrukte in haar welkom het belang van zorgen voor een duurzame toekomst. De uitdagingen in de bouw en infrastructuur zijn groot. Digital twins kunnen ons helpen om handelingsperspectief inzichtelijk maken. Ontzettend belangrijk omdat de keuzes die we nu maken niet alleen impact hebben op veiligheid en leefbaarheid tijdens ons leven, maar ook die van onze kinderen en de generaties na hen.
> bekijk de presentatie
Gedurende de dag waren er diverse presentaties over projecten waarin digital twins in de praktijk worden ingezet. In een paneldiscussie die op de presentaties volgde werd het fenomeen digital twin getypeerd als een hulpmiddel dat we niet moeten onder- maar ook niet overschatten. We moeten er mee leren omgaan. De grootste uitdaging ligt uiteindelijk in het duiden van het handelingsperspectief van scenario's uit digital twins. Zeker als er een mix aan modellen is gebruikt. Kijken naar wat je ècht nodig hebt voor het beantwoorden van je vraag en daarmee aan de slag gaan, blijft het devies.
Digital Twins binnen TNO
Arjen adriaanse, wetenschappelijk directeur bij TNO en lid van stuurgroep NDTFL, nam ons mee in het gebruik van digital twins bij grote infrastructurele werken. In Nederland zijn 85.000 bruggen en viaducten. Een groot deel daarvan is in de periode 1960-80 gebouwd. Sindsdien is de verkeersintensiteit enorm toegenomen. Met name ook van zwaar verkeer. Hoe kan je voorspellen hoe lang een brug meegaat?
Als een vrachtwagen over een brug rijdt, krijg je een belasting die leidt tot een vervorming van de brug. Door gegevens over de belasting in de praktijk te combineren met gegevens over de impact die een belasting heeft, kan je voorspellingen gaan doen. Dit kan je helpen bij het afwegen van voors en tegens bij het nemen van besluiten.
Integraal afwegen
Denk bijvoorbeeld aan een ontwikkeling als vrachtwagencolonnes. Vrachtwagens die als treintjes achter elkaar rijden, verbruiken minder brandstof. Dit soort colonnes leveren echter een grotere belasting op bruggen waardoor daar dan een ander onderhoudsniveau nodig is. Wat is al met al de beste optie? Door meer met elkaar in verband te kunnen brengen, kan je slimmere afwegingen maken. Daarom is een stelsel van digital twins zo belangrijk.
Predictive digital twins
We hebben steeds meer actuele data. Niet alleen weersgegevens, maar ook hoeveel voertuigen een brug gebruiken. Dat legt de weg open naar predictive digital twins. Een virtuele kopie beoordeelt de actuele situatie, doet voorspellingen, leert van nieuwe informatie en stelt op basis daarvan beslissingen voor. Zo'n voorspellende digital twin bestaat uit:
1. oren en ogen:
alle informatie die binnenkomt van sensoren, maar ook het bim model van het ontwerp bijvoorbeeld.
2. modellen en leren.
We hebben verschillende fysische modellen en daarmee kunnen we steeds meer leren
3. simuleren en beslissen
voorspellingen maken en scenario's doorrekenen.
Van 3 jaar naar 3 weken
Een digital twin is overigens niet hetzelfde als een 3D model. Een digital twin kan ook 2D zijn of een dashboard. Het belangrijkste is dat je vraagstukken integraal kunt afwegen. Om het te laten werken zijn data en informatie nodig. Door samen te werken, elkaars taal te leren spreken en spelregels af te spreken, kan je benodigde gegevens bij elkaar krijgen. Dat proces kost tijd. De grootste uitdagingen voor predictive digital twins zijn dan ook herbruikbaarheid en efficiency. Je wilt uiteindelijk van drie jaar ontwikkeltijd naar drie weken ontwikkeltijd.
> bekijk de presentatie
Van BIM naar BEM
Rob Roef van TNO ging in op het gebruik van Bouw informatiemodellen en Bouw energiesimulatie modellen.
Vraag en aanbod van energie fluctueert. Dat betekent voor de netwerkbeheerders dat zij continu moeten schakelen tussen vraag en aanbod. Met duurzame energie is dat een stuk lastiger dan met fossiele energie opwekking. De zon schijnt, de wind waait. Of niet... En ook de energievraag is niet altijd hetzelfde.
Energiecongestie
Om onder- en overproductie aan duurzame energie beter te verdelen is de energiecongestieregeling ingesteld. Bedrijven die aan energiecongenstiebeperking doen, krijgen hiervoor een vergoeding. Mede op basis van deze regeling is in Uden projectontwikkelaar AREA woningen een project gestart met inwoners van een appartementencomplex met sociale huurwoningen.
Vraag en aanbod voorspellen op basis van gedrag
TNO heeft een model gemaakt waarin fysiologische gegevens zoals weersverwachtingen en gedragsmodellen zijn verwerkt. Met behulp van dit model zijn energievraag en aanbod op elkaar af te stemmen: aan het BIM model van de woningen kan je energienetwerkmodellen koppelen. Denk bijvoorbeeld aan modellen voor indoor en outdoor luchtverplaatsing. Het model berekent wat er gebeurt als de deur of een raam open gaat. In het BIM model kan je ook verschillende beglazing zetten en andere deuren en zien wat dat doet.
Met behulp van de sensoren in de woningen en het model van TNO, kan je continu voorspellen wat de energievraag is. Deze informatie wordt gebruikt om zonne-energie opgewekt in de wijk, ook zoveel mogelijk binnen de wijk te benutten.
> Bekijk de presentatie
Zie ook https://www.synikia.eu/
Urban strategy platform
Urban Strategy helpt bij ruimtelijke ordening door informatie interactief weer te geven in kaarten en grafieken. In het urban strategy platform draait het om vragen als: We moeten huizen bouwen, maar de stad is vol. We moeten huizen bouwen, maar hoe maak ik deze bereikbaar? We hebben een bedrijvige stad, hoe houd ik de stad gezond?
Gevolgen van een wegafsluiting
In een live demonstratie werd het urban strategy platform in praktijk getoond. In een virtuele versie van de stad Amsterdam kunnen bijvoorbeeld de effecten van een wegafsluiting worden gesimuleerd. In de demo sluiten we de A10 even af. Het model begint te rekenen. Je ziet al snel dat omwegen worden gezocht en congestie in de stad begint. Je ziet ook dat in de woonwijken de luchtverontreiniging en geluidsoverlast toeneemt. Om het gedrag van het wegverkeer in de stad te kunnen weergeven is een groot deel van het wegennet in Noord Holland gemodelleerd. Het zien van de effecten in de demo, geeft meer gevoel bij de gevolgen dan een rapport op papier. Doordat je in beperkte tijd verschillende scenario's kunt doorrekenen, zie je niet alleen snel waar de grootste knelpunten optreden, maar kan deze toepassing je ook helpen om de meest optimale oplossingen op te stellen.
Verduurzaming van infra
Joep Paulissen en Bart Luiten vertelden over het fieldlab Moerdijk. RWS en TNO werken samen aan slim beheer van bruggen. TNO heeft een schaalmodel van een brug meegenomen naar de presentatie. Sensoren op het model registreren wat het rijden over de brug doet met de constructie ervan.
Hulpmiddel
Toename van vrachtverkeer heeft impact op het vervoersnetwerk. De belasting leidt tot haarscheurtjes die je met sensoren kunt meten. Op basis hiervan worden maatregelen genomen: bijvoorbeeld een verkeersbeperking en uiteindelijk onderhoud en vernieuwing. Digitalisering is een zeer bruikbaar hulpmiddel bij het beheer van objecten.
Data van belang gedurende gehele levenscyclus
Het besef dat data over een object gedurende de hele levenscyclus waarde hebben, moet nog verder groeien. In iedere fase - van planfase, via ontwerp, tot aanleg, onderhoud en gebruik - wil je toegang hebben tot (deels dezelfde) gegevens over een object. Daarbij kan het schaalniveau verschillen per vraag. Voor de ene usecase zoek je alle gegevens over een schroef. In een andere usecase ben je op zoek naar de rol van een brug in een vervoersnetwerk. In het digital twin fieldlab Moerdijk experimenteren RWS en TNO nu met waarnemen en meten, modelleren en simuleren op verschillende niveaus met de ambitie hier standaarden uit te kunnen destilleren. Dan kan je deze kennis ook elders toepassen.
Werkgroepen
In de middag was er ruimte voor parallelsessies, waarin de werkgroepen referentie architectuur en maatschappelijke waardecase aan bod komen en twee leveranciers waarmee we samenwerken aan de referentiearchitectuur: Nelen-Schuurmans en Future Insights.
Alle presentaties zijn hieronder te downloaden
Maatschappelijke waardecase - Rosemarie Mijlhoff, Geonovum
Het 3DI-model over het gebruik van digital twins in de hydrologische wereld. Presentatie door Joep Grispen, Nelen-Schuurmans
Werkgroep referentie-architectuur - Eric van Capelleveen, Geonovum
Urban Data Platform over het gebruik van digital twins voor stedelijke ontwikkeling. Presentatie door Rick Klooster, Future Insights
Tags: Event
