Waarom virtuele replica’s tot de meest disruptieve technologieën behoren

Big data, analytics en cloud: het waren enorme innovatieve ‘game changers’. Maar er is een nieuwe ontwikkeling op handen die voor minstens een zo grote revolutie gaat zorgen. Realtime visuele 3D-modellen van fysieke objecten en gebouwen: het is een van de meest baanbrekende disrupties van dit moment. Wat is het en waarom is het zo veelbelovend?

Eenvoudiger beheer, beter risicomanagement, problemen opsporen voordat ze plaatsvinden, nieuwe scenario's eerst uitproberen voordat ze 'live' gaan, slimmere beslissingen nemen en beter samenwerken. Het lijstje voordelen van een virtuele replica is haast oneindig.

Allereerst: wat is het precies? Een virtuele replica is een actueel, virtueel, driedimensionaal model van een fysiek object. Dat object kan van alles zijn: een gebouw, een fabriek, een auto, een winkel: in theorie ieder willekeurige entiteit.

Het geheim? Het fysieke object is voorzien van sensoren die realtime data verzamelen. Dankzij het Internet of Things gaat die data linea recta naar speciale software. De software projecteert deze data vervolgens op een virtueel, driedimensionaal model van het object. En zo vormt dat virtuele object een goede, realtime replica van de werkelijkheid.

Een hoop theorie, maar wat kan zo’n model dan in de praktijk?

1. Gebouwbeheer (BIM)

Een virtuele replica is van grote waarde voor bijvoorbeeld gebouwbeheer. Door een driedimensionaal model van een gebouw te verrijken met realtime data uit connected sensoren, ontstaat een actuele digitale afspiegeling van dat gebouw. Gebouwmanagers zien in zo'n model alle belangrijke zaken: van de temperatuur in een willekeurige kamer tot het slijtageniveau van een lift.

Dat biedt gebouwbeheerders enorm veel voordelen. Zij kunnen bijvoorbeeld nauwkeurig voorspellen wanneer een roldeur van een garage aan vervanging toe is. Fysieke inspectie op locatie is niet meer nodig, want die inspectie kan eenvoudig op afstand, in het virtuele model plaatsvinden. Een comfortabele stoel en eventueel een VR-bril is voldoende.

2. Stadsontwikkeling

Zo'n virtuele replica is ook op grotere schaal toepasbaar. Want wat je met één gebouw kunt, kan in theorie ook met bijvoorbeeld een complete stad. Dat klinkt als verre toekomst, maar is het niet.

Een goed voorbeeld is het project Virtual Singapore. Het projectteam werkt momenteel aan een volledig virtueel 3D-model van Singapore, inclusief realtime variabelen als verkeer, luchtvervuiling, demografie en allerlei geospatiale eigenschappen.

Deze dynamische, virtuele stad leent zich perfect voor simulaties en 'what-if'-scenario's. Bestuurders kunnen hiermee de gevolgen van hun beslissingen voorspellen. Ze zien in het virtuele model de effecten van hun maatregelen op gebieden als veiligheid, luchtkwaliteit of verkeersdoorstroming. Op die manier draagt Virtual Singapore bij aan een betere besluitvorming en de realisatie van een smart city. En blijft de leefbaarheid van de stad ook in de toekomst gewaarborgd.

Zo'n virtuele stad is ook voor de bewoners zelf een verrijking. Ze kunnen bijvoorbeeld nuttige plaatsen zoals bushaltes en ziekenhuizen gemakkelijk lokaliseren en hebben toegang tot plattegronden van warenhuizen. Bovendien kunnen ze onder meer met behulp van wearables hun dementerende familieleden lokaliseren.

3. Retail

Virtuele replica’s zijn ook voor de retail van grote waarde. Winkelmanagers hebben - net als de eerder besproken gebouwmanagers - met een realtime 3D-model van hun winkel direct zicht op wat zich daar afspeelt, zonder per se fysiek aanwezig te zijn.

Wat hebben retailers aan een virtuele replica?

– Zij kunnen naar hartenlust experimenteren met bijvoorbeeld nieuwe schapindelingen in de digitale versie van hun winkel. Niet alleen zien stakeholders zo direct wat de plannen zijn en verhoogt dat hun betrokkenheid. Maar eventueel kan zelfs een testpanel van klanten via een VR-headset de nieuwe indeling ervaren en feedback geven, nog voordat wijzigingen daadwerkelijk doorgevoerd worden in de fysieke winkel.

– Zij kunnen realtime informatie ontvangen over aanwezige voorraden, afkomstig van sensoren uit de fysieke schappen.

– Een virtueel model van de winkel vergemakkelijkt ook de samenwerking met alle stakeholders die bij een winkel betrokken zijn. Een bierfabrikant kan bijvoorbeeld direct zien hoe het display in de winkel oogt en direct in de virtuele ruimte daarover overleggen met de categoriemanager.

4. Maakindustrie

Virtuele replica’s gooien ten slotte de maakindustrie overhoop. Momenteel is deze sector midden in een 'industry 4.0'-revolutie. Het plaatsen van sensoren in productielijnen maakt al een opmars. Met die meetgegevens kunnen fabrikanten namelijk hun productieproces optimaliseren en omsteltijden tot een minimum beperken. Maar met de komst van complete realtime 3D-modellen van fabrieken, krijgt die revolutie een totaal nieuwe dimensie.

Fabrieken profiteren van dezelfde voordelen die ook gelden voor het eerdergenoemde gebouwbeheer: het maakt intelligent beheer en (preventief) onderhoud mogelijk. Maar daarnaast maakt het ook verregaande simulaties mogelijk van optimalisaties aan het productieproces. Welk effect heeft het plaatsen van extra robots op het eindresultaat? Wat gebeurt er als je een lopende band versnelt, een machine vervangt door een moderner exemplaar, of een productielijn bijplaatst? De gevolgen van dergelijke beslissingen zijn in een virtueel model zichtbaar en bovendien virtueel te 'fine-tunen'. Nog voordat de hele fabriek in het echt op zijn kop moet.

Nog verder gaan de voordelen wanneer niet alleen de fabriek zelf, maar ook het eindproduct een virtuele replica krijgt. Productontwikkeling en procesoptimalisering gaan dan hand-in-hand. Fabrikanten kunnen dan de invloeden op veranderingen in het productieproces of het product nauwkeurig simuleren. Maar ook andersom: welke eisen stelt een verandering van het eindproduct aan het proces zelf?

Deze vier sectoren zijn slechts het topje van de ijsberg. Met een beetje fantasie kun je de voordelen van een virtuele replica op haast iedere sector of branche zelf invullen. Het is met recht een van de meest veelbelovende ontwikkelingen van dit moment.

Dick Hissink, Sales Director and Benelux Geo Leader bij Dassault Systèmes