Dijital İkiz Nedir? Dijital İkiz Nerelerde kullanılır?

Dijital İkiz, fiziksel bir nesnenin veya sürecin davranışlarının gerçek zamanlı bir dijital kopyasıdır. Endüstri 4.0’ın için önemli olan siber fiziksel sistemlerin gerçekleştirilmesi için anahtar bir teknolojidir. Dijital bilgi, fiziksel sistemin içine gömülü olan bilginin “ikizidir” ve fiziksel sistemle bağlantılıdır.

NASA’nın eşleme teknolojisiyle bağlantılı olan dijital ikiz teknolojisi ilk olarak 2002 yılında Dr. Michael Grieves tarafından kullanılmış ve  2006 yılında kavramsal modeli sunulmuştur. Nasa’nın eşleşme teknolojisi şöyle gerçekleşmiştir.  İki özdeş uzay aracı yapılmış  yeryüzündeki , uzaya gönderilenin ikizi olmuştur. Bu sayede kritik durumlarda yörüngedeki astronotlara yardımcı olmak istenmiştir. Buradan yola çıkarak şunu söyleyebiliriz ki her türlü prototip ikiz olarak görülebilir. Dijital ikiz, Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojisi sayesinde   n uygun maliyetle erişilebilir hale gelmektedir.

Dijital ikiz oluştururken önce fiziksel ürünün özelliklerinin yer aldığı dijital master verisi oluşturulur. Ardından tüm detay verilerin yer aldığı dijital gölge oluşturulur ve son aşamada da master verisi ile dijital gölge entegre edilerek dijital ikiz ortaya çıkarılır. Dijital ikiz, kendini yöneten bir üründür. Aldığı veriler sayesinde anlama, öğrenme ve akıl yürütmeye de olanak sağlar.

 Dijital İkiz Neden Önemlidir?

Özellikle havacılık, otomotiv, savunma, sağlık gibi test maliyetlerinin ve hatalı ürün sonuçlarından kaynaklanan maliyetlerin yüksek olduğu sektörlerde dijital ikiz teknolojisi sayesinde, önceden önlem alınabilmekte bu da maliyetleri düşürmektedir.

NASA uzaktaki araçların sistemlerini çalıştırmak, bakımlarını yapmak için daha önceden benzer teknolojiler kullanmaktaydı.  Günümüzde eski metodun dijital ikizlere uyarlayarak yeni nesil araçlar yapılması sayesinde uzay araştırmaları da farklı bir boyut kazandı. Özellikle de maliyetleri düşürmesi açısından çok değerli bir keşif oldu.

Dijital ikiz kavramı endüstride kullanılan geleneksel üretim yöntemlerine nazaran  hem daha düşük maliyetlidir hem de verim daha fazla olmaktadır. 

 Hatların ve eksikliklerin  daha ürün ortaya çıkmadan tasarım aşamasındayken tespit edilmesi mühendislik maliyetlerini azami ölçüde azaltmaktadır.

Sanal Fabrika ve Dijital İkiz Kavramı

Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, işletmelerde üretimin ve üretim  süreçlerin dijitalleşmesine de olanak sağlamıştır. 1970’lerde ortaya çıkan Bilgisayarla Bütünleşik İmalat (CIM) kavramı, günümüzde sanal işletmelere dönüşmüştür. Günümüzde endüstrinin birçok alanında sanal işletmelerin sayısı sürekli artmaktadır. Sanal fabrika kavramı 1990’ların sonlarında tartışılmaya başlanmış ve  üzerine çok fazla çalışma yapılmıştır. Özellikle günümüzde nesnelerin interneti, sanal gerçeklik kavramlarında yaşanan teknolojik gelişmeler akıllı fabrikalar için umutların artmasını sağlamıştır. Kısacası, sanal fabrika ve dijital ikiz kavramlarının birbirini destekleyen, geliştiren yanları geleneksel fabrikaların akıllı fabrikalara dönüşmesini sağlayacaktır.

Sanal Fabrikaların Ortaya Çıkmasını Hazırlayan Teknolojiler

·       Ürünlerin sanal ortamda tasarlanıp üretilmesini sağlayan CIM uygulamaları

·       Üretim olmadan testlerinin gerçekleştirildiği simülasyon programları

·       İnternet bağlantısı sayesinde bilgi paylaşımına dayalı dijitalleşme

·       Ürünlerin ve üretim merkezlerinin 3 boyutlu tasarımını mümkün kılan teknolojiler 

Akıllı Fabrika ve Dijital İkiz Kavramı

Akıllı fabrika, karmaşık, değişken ve dinamik bir yapısı olan günümüz dünyasında bir üretim tesisinde ortaya çıkan sorunları çözecek, esnek , modüler  çözümler sunacak üretim tesisidir. Gereksiz işçilik ve kaynak israfını azaltıp verimli üretim sağlayacak bir süreçtir de diyebiliriz.

Akıllı fabrika kavramı 1980'lerde doğmasına rağmen ilk  örneği  2004 yılında Almanya'da kurulan SmartFactoryKL isimli tesistir. 2011 yılında ABD'de Akıllı Üretim Liderlik Koalisyonun kurulması, bir eylem planı hazırlamaları  ve “endüstriyel internet” kavramının ortaya çıkışı akıllı fabrika konusunun gündeme yerleşmesini sağlamıştır. Siber fiziksel sistemler (CPS) teriminin de ortaya atılmasıyla akıllı fabrika kavramının önemi iyice artmıştır. Nesnelerin endüstriyel interneti, bulut ve yüksek, teknolojiler, robotik süreç otomasyonu, yapay zeka, makine öğrenmeleri, görüntü işleme sistemleri, artırılmış ve sanal gerçeklik ve dijital ikiz teknolojilerini bünyesinde toplayacak akıllı fabrikalar sayesinde maliyet, verim, kalite, güvenlik ve gelir  gibi konularda üstün bir üretim süreci başlayacaktır.

Dijital İkizler Aracılığıyla Akıllı Üretim

Dijital İkizler Aracılığıyla Akıllı Üretim sayesinde,  gerçek zamanlı olmayan verilere dayalı tahmini üretimden, sensörler sayesinde  elde edilen gerçek zamanlı verilere dayalı üretime geçiş yapılmaktadır. Yapay zeka ve dijital ikiz teknolojisi beraberinde akıllı üretimi getirecektir. Dijital ikizin fiziksel üründe ortaya çıkabilecek olası bütün durumları değerlendirebilmesi böylelikle fiziksel ürünün kendi kendini yönetebilmesi ve karar verebilmesi akıllı üretimin en önemli parçası olacaktır. 

Geleceğin Mimarı Dijital İkiz

Araştırmacılara göre 2021 yılına kadar büyük sanayi şirketlerinin yarısının dijital ikiz kavramını kullanacağını ve bu % 10'luk bir kar elde edecekleri düşünülmektedir. Şu ana kadar enerji sektöründe, havacılık ve uzay sektöründe, Otomotiv alanında, telekomünikasyon sektöründe, sağlık sektöründe kullanılmıştır. Dijital ikizlerin karmaşıklığı ve uygulama maliyetleri kafaları karıştırsa da özellikle işletme uygulamalarında daha çok yüksek güvenlik standartları gerektiren işletmelerde kullanılması neredeyse zaruridir. Ama basit, az parçalı, test maliyetleri düşük olan ürünler için kullanımında kar-zarar ilişkisi iyi hesaplanmalıdır.

Dijital ikiz kavramı çok şey vadetse de  hala geliştirilmeye ve anlaşılmaya muhtaç bir teknolojidir.