project

Digital twin demonstrator

Expert(s):
Ina Vertommen MSc, dr. Mario Castro-Gama MSc, Frederic Béen PhD, ir. Dimitrios Bouziotas MEng, MSc

  • Startdatum
    01 jul 2019
  • Einddatum
    01 mei 2020
  • Opdrachtgever
    Platform hydroinformatica
  • samenwerkingspartner(s)
    De Watergroep, Dunea, Brabant Water en Evides

In dit project zal een zogenaamde ‘digitale tweeling’ van een drinkwaternetwerk van een Nederlandse stad worden gemaakt en gebruikt om de meerwaarde van digitale tweelingen te demonstreren op de casus van anomaliedetectie.

Een digitale tweeling is een digitale replica van een levende of niet-levende fysieke entiteit. In de context van technische systemen wordt een digitale tweeling vaak beschouwd als een digitale representatie van het fysieke systeem die de reële tweeling in zijn gedrag en uitkomsten zoveel mogelijk spiegelt. Er kan data uit diverse bronnen in het model worden ingebracht om de spiegeling van het reële systeem voor de toepassing voldoende getrouw te maken. Ook is een koppeling van verschillende modellen gangbaar.

Toepassing drinkwater

Er zijn twee voor de hand liggende toepassingsgebieden in de context van drinkwater. Het eerste is de detectie van afwijkingen in het functioneren van het systeem: wanneer een digitale tweeling ander gedrag vertoont (een andere drukwaarde op een knooppunt, bijvoorbeeld) dan de reële tweeling, is er reden om aan te nemen dat hetzij de digitale tweeling niet geheel representatief is, hetzij er een afwijking van bekende omstandigheden (zoals een onbekend lek) of operatie (zoals een verkeerde afsluiterstand) in de reële tweeling bestaat. Voor deze toepassing is het zinvol, zelfs essentieel, dat de digitale tweeling de actuele toestand representeert, en daartoe wordt vaak live meetdata geassimileerd in het model. Het tweede toepassingsgebied is scenariostudies, waarin het functioneren van het systeem onder allerlei (extreme) omstandigheden bestudeerd en verbeterd kan worden. Hierbij is de assimilatie van meetgegevens minder van belang.

Hoewel hydraulische modellen in zekere zin als (beperkte) digitale tweeling beschouwd kunnen worden, zijn zij in de regel nog niet gevoed door realtime informatie, noch gekoppeld aan andere modellen. Het doel van dit project is om een digitale tweeling van een distributiesysteem te demonstreren, dat wel in realtime data assimileert en bovendien gekoppeld is aan een ander model van een relevante gekoppeld systeem (in dit geval de voorspelling van de watervraag). Hiermee wordt een hedendaagse invulling gegeven aan het concept digitale tweeling toegepast op een drinkwaterdistributiesysteem.

Het achterliggende doel is om de meerwaarde van de toepassing van het concept aan te tonen. Dit wordt gedaan voor een specifieke casus, namelijk de detectie van afwijkingen in het netwerk, en vanuit deze demonstratie wordt een vergezicht geschetst voor andere kansrijke en waardevolle toepassingen van digitale tweelingen, inclusief bijbehorende handelingsperspectief voor de waterbedrijven.