Dijital ikiz hype mı gerçek bir ihtiyaç mı?

“Dijital ikiz” kavramı pek çok kişinin son zamanlarda üzerinde tartıştığı önemli bir konu.

Üretim, şehir ve fabrika / işletme yönetimi, enerji hatta sağlık gibi önemli sektörlerde dikkat çeken bir konu olan dijital ikiz, bir insanın, makinenin, binanın, fabrikanın hatta şehrin sanal ortamda oluşturulmuş gerçek zamanlı bir kopyası olarak tanımlanabilir.

Sanal dünyada oluşturulan dijital ikiz, gerçek dünyadan toplanıp tasnif edilen verilerle sürekli olarak güncellenir ve nesnenin gelecekteki davranışlarını simüle etmek için kullanılır.

Dijital ikiz ne işe yarar?

Olayları simüle ederek gelecekte meydana gelmesi muhtemel durumları önceden tahmin etmek ve bunlarla ilgili modellemeler yapmak, karmaşık yapı ve sistemleri gerçek zamanlı izlemek ve işleri yönetmek için dijital ikizler sıklıkla kullanılıyor.

Sorunun ikinci kısmı ise biraz daha karmaşık.

Dijital ikiz kavramının her şirket ve kurum için neyi ifade ettiği farklı biçimde yorumlanabilir. Büyük üretim tesisleri ve akıllı şehir projeleri için dijital ikiz düzenle ilgili önemli bir kazanç sağlarken daha küçük ölçekli bir atölye için dijital ikiz aynı etkiyi gösteren bir fayda sağlamayabilir.

Bunun için dijital ikizin nasıl çalıştığına ve nerelerde işe yaradığına bakmak gerekli. Bu detaylı bakış aynı zamanda herkesin bir dijital ikizinin gerekli olup olmadığını anlamayı da sağlanacak.

Dijital ikiz kavramının ortaya çıkışı

Dijital ikiz kavramının temelleri 2000’li yılların başında, bir ürünün tasarımdan son kullanıcının önündeki aşamaya kadarki tüm evrelerindeki süreçleri daha iyi yönetme fikriyle atıldı. Bu yaklaşım zamanla gelişti ve kullanım alanı genişledi.

Bu kavramının hayat bulduğu en etkili kullanım alanlarından biri uzay sanayi oldu. Özellikle uzayla ilgili çalışmalar yapan kurumlar gerçek sistemleri gerçek riske atmadan test etmek için bu sistemlerin dijital dünyada üretilmiş kopyalarını kullanmaya başladı. Dolayısıyla karmaşık ve pahalı sistemler herhangi bir zarar görmeden güvenli ve kontrollü bir ortamda test edilme ve denenmeye başlandı.

Teknoloji dijital ikizleri daha yaygın, mantıklı ve herkes için erişilebilir hale getirdikçe bunun hakkında daha fazla konuşmaya başladık.

Veri toplamak için kullanılan sensörlerin ucuzlaması, veri saklamak için kullanılan bulut sistemlerinin yaygınlaşması, bulutta veri saklamanın ve veriye erişimin kolaylaşması, yapay zekanın da desteğiyle toplanan bu verinin daha kısa sürede anlamlı hale getirilerek okunması kolaylaştı.

Bütün bu kolaylığa bir de daha verimli, sürdürülebilir ve daha kontrollü sistemlerin geliştirilme imkanı / ihtiyacı eklenince dijital ikizler daha hızlı yaygınlaştı.

Dijital ikizin faydaları neler?

Dijital ikizin sağladığı en büyük ve önemli fayda, bir sorun ortaya çıkmadan önce önlem almayı mümkün kılması. Her neyin ikizi oluşturulmuş olursa olsun, devamlı olarak izlendiği için oluşabilecek bir arıza ya da sorun önceden tahmin edilir ve sorun henüz oluşmadan önce giderilerek aksamaların önüne geçilir.

Gerçek dünyada gerçek ürünlerle yapılan testlerin aksine dijital ortamda yapılan simülasyonlar geliştirilen ürünlerle ilgili daha kapsamlı öngörüler elde edilmesini ya da alınan kararların ne sonuç doğuracağının daha iyi bir şekilde anlaşılmasını sağlar.

Dijital ikizlerin kullanım alanı neler?
Gerçekten bir dijital ikize ihtiyacın var mı?

Dijital ikizin kullanım alanı neler?

Bir üretim tesisinin dijital ikizini tesisin üretim hattının bir kopyası gibi düşünebilirsin. Bu teknoloji hattaki tüm makineleri anlık olarak izler, nerede yavaşlama olduğunu görür ve yeni bir ürün hatta alınmadan önce bazı senaryoları çalıştırarak üretim sürecinde karşılaşılabilecek riskleri belirler, bunların giderilmesi için gerekli önlemlerin alınması için gerekli önerileri ve optimizasyonları sunar. Bu sayede üretimin verim yükselir, üretimden kaynaklanan hataların önüne geçilir ve ürün pazara daha hızlı çıkar.

Makinelere yerleştirilmiş sensörler, makinelerden gelen verileri dijital ikize aktararak yaklaşmakta olan arızayı önceden haber verebilir. Bu sayede arıza oluştuktan sonra tamir değil arıza oluşmadan bakım planlanabilir. Bakım tamirattan daha az masraflıdır, duruş süresini kısaltır, terminli işlerin aksama ihtimali azalır.

Binalar için dijital ikizler, binanın tasarım ve inşaat aşamasından teslimata kadar binayı takip etmeyi kolaylaştırır. Binanın tükettiği enerjiyi, ne zaman ve hangi bölümün bakıma ihtiyaç olduğunu ve binayla ilgili olası riskleri önceden görmek mümkün olabilir.

Bugünlerde binalar artık daha büyük inşa ediliyor ve yönetimi için daha verimli ve güvenli yöntemlere ihtiyaç var. Bu nedenle dijital ikizin üzerinde bazı öngörüler geliştirmek inşaat maliyetini optimize etmeye yarayabilir.

Elektrik şebekesinin ya da elektrik sağlayan bir santralin dijital ikizi, ne zaman ne kadar enerji üretileceğini, bu enerjinin ne zaman gerekli olduğunu ve tüketimle ilgili diğer öngörülerin geliştirilmesinde kullanılabilir. Bu da enerji tüketiminin optimize edilerek israfın azaltılmasını, daha az kesinti yaşanmasını ve enerji ihtiyacının dengeli biçimde karşılanmasını sağlamaya yardımcı olur.

Bir şehrin dijital ikizi, trafik yoğunluğunun nerede oluşacağını anlamaya, altyapıyla ilgili geliştirmelerin nerede yapılması gerektiğine ya da şehirle ilgili acil durum senaryolarının geliştirilmesinde önemli öngörüler sunar, şehrin hangi bölgesinin hangi risklere daha açık olduğunu anlamaya yardımcı olur. Bu öngörülere sahip olmak daha planlı ve yaşanabilir şehirlerin inşasını mümkün kılar.

Sağlıktaki dijital ikiz yaklaşımında hasta verileri kullanılarak dijital ortamda bir kişilik yaratılması var. Hastalardan elde edilen verilerle beslenen bu ikiz, hastaya yönelik tedavilerin daha kapsamlı şekilde sunulmasını ve gelecekte meydana gelebilecek hastalıkların önceden tespit edilerek hastalık gelişmeden önlem alınmasına imkan tanır.

Doktorlar tedavilere yönelik farklı senaryoları dijital ikiz üzerinde simüle ederek en uygun yaklaşımı seçebilir ya da diğer tedavilerin neden uygun olmadığını hasta üzerinde gerçek deneyler yapmadan anlayabilir. Kişiye özel tedavi geleceğin işlerinden biri ve dijital ikiz kavramı bu tedavinin geliştirilmesinde çok özel ve önemli bir yerde duruyor.

Neden her dijital ikiz başarıya ulaşmıyor?

Dijital ikiz projelerinin tümünün başarıya ulaşamamasının en temel nedeni, proje için gerekli olan çok miktarda verinin sağlanamamış olması. Eğer sahadan toplanan veri eksik, güncelliğini kaybetmiş ya da ikizin bağlı olduğu sistem tarafından doğru şekilde okunamıyorsa dijitalleştirilmiş modelin sahadaki ikizini doğru şekilde temsil ettiğini söylemek doğru olmaz. Böyle bir durumda dijital ikiz bir kolaylaştırıcı olmak yerine daha fazla kafa karıştıran bir soruna dönüşür.

Gerçek zamanlı olarak çalışan ve sahadan gelen verilerle küçük bir gecikmeyle güncellenen dijital ikizin ilk kurulum maliyetinin yüksek olacağı gözden kaçırılmamalıdır. Ayrıca bu sistemleri oluşturmak kadar yönetmek ve çalışır halde tutmak da bilgi birikimi ve deneyim gerektirir. Bu nedenle belirli bir hedef konulmadan girişilen işler ya da büyük adımlarla başlanan projelerin faydadan çok zarar yazacağını söylemek yanlış olmaz.

Güvenlik, dijital ikiz projeleri geliştirilirken genellikle göz ardı edilen önemli bir faktör. Eğer çok özel ve kapalı bir proje değilse dijital ikizler genellikle internete bağlı sistemlerdir ve genel ağa bağlı olmak veri gizliliği ile ilgili sorunları da beraberinde getirir. Özellikle hassas teknoloji ve sağlık gibi kritik alanlarda geliştirilen dijital ikiz projelerindeki riskler daha kapsamlı ve değerlendirilmeli ve güvenlik prosedürlerine önem verilmelidir.

Gerçekten bir dijital ikize ihtiyacın var mı?

Bu sorunun yanıtı her kurum için farklı. Doğru yanıtı bulmak için netleştirmen gereken ilk yanıt şu: Çözmek istediğin somut problem ne?

Örneğin bir fabrika sahibisin ve makinelerin sık sık duruyor ve işletme maliyetin artıyor; bir enerji şebekesi işletiyorsun ve şehrin bir kesimindeki enerji tüketimi kontrolden çıktı.

Eğer ortada net ve ölçülebilir bir sorun yoksa muhtemelen bir dijital ikize ihtiyacın yok ve dijital ikiz yatırım yapmak gereksiz bir yatırım.

İlk sorunun yanıtını bulduktan sonra bu problemin veri toplama, işleme ve analiz etme yoluyla çözülüp çözülemeyeceğini anlamalısın.

Yani sahaya kurduğun sensör ve sistemlerden anlamlı veriler toplayabilecek misin, topladığın bu verilerden elde edeceğin kazancı kabaca da olsa hesaplayabiliyor musun?

Bunu anlamanın pratik ve düşük bütçeli bir yolu pilot proje başlatmaktır. Tek bir makine ile, tek bir üretim hattında, tek bir şebekede ya da tek bir binada denemey yaptığında somut fayda elde ettiysen projeyi genişleterek dijital ikizi büyütebilirsin.

Bugünlerde altyapı gerçekten önemli bir gider kalemi ve bunun maliyeti üzerinde epeyce düşünmek gerekiyor.

Dijital ikizi oluşturmakla ilgili zamanın var mı, bütçen yeterli ve risklerin farkında mısın? Ayrıca daha basit ve ekonomik bir çözüm işini görüyorsa bir dijital ikize ihtiyacın olmayabilir.

Kısaca herşeyin bir dijital ikizini yaratmak mantıksız. Fakat yine de bu işe girişmeyi planlayanlar işe kritik birimlerden ve verimlilikle ilgili sıkıntıların olduğu hatlardan başlayabilir.

Dijital ikiz projene nasıl başlamalısın?

Projenin en başında netleştirmek gereken ilk şey neyi başarmak istediğin.

Fabrikadaki makinelerin duruş süresini azaltmak, enerji kullanımını optimize etmek, trafik ışıklarında beklemeyi azaltmak?

Hedefin net olmazsa dijital ikiz yaratmanın faydasını göremezsin, oluşturduğun sistem karmaşık ve faydasız bir hale gelir. Bu kez resmin tamamına değil çözülmesi gereken somut probleme odaklanarak başlayabilirsin.

Tüm sistemi ya da hattı birden dijitalleştirmek ve ikizini oluşturmak yerine küçük bir noktadan başla ve sistemin yalnızca bir kısmının ikizini oluştur. Pilot programlar hangi verilerin toplanması gerektiğin anlamanı, sensörlerin durumunu ve elde edilen verilerin doğru olup olmadığını kontrol etmeni sağlar. Bunun ardından bir gösterge ekranı oluşturulur ve görselleştirme yapılarak simülasyon ve tahmin yetenekleri eklenir.

Pilot uygulamayı başlattıktan sonra bir süreliğine sonuçlar ölçülür, gerekli kalibrasyonlar yapılır ve iyileştirmeler yapılır. Elde edilen veriler umut vericiyse ve gerçekten fayda sağlıyorsa dijital ikiz projesinin yeni adımları atılır.

Geliştirme sürecine sistemle ilgili güvenlik, yetkilendirme ve elde edilen verinin nasıl saklanacağına yönelik planlamalar yapılmalı, gerekli önlemler alınmalıdır. Özetle, dijital ikiz oluşturma işi büyük bir sıçrama olarak değil kontrollü, ölçülebilir ve aşamalı bir yolculuk olarak düşünülmelidir.

…

Doğru yerde ve doğru şekilde kullanıldığında dijital ikiz oldukça güçlü bir araç. Eğer net bir problemi çözüyorsa, sağlam bir veri akışı ve veritabanı varsa ve iyi şekilde planlandıysa oldukça faydalı.

Fakat her kurumun bir dijital ikize ihtiyacı var mı, sorunun yanıtı açıkça hayır. Özellikle küçük işletmeler ve sisteme veri sağlamak konusunda uygun koşullara ve bütçeye sahip olmayan firmaların öncelikli olarak basit veri toplama ve analiz çözümlerine odaklanmaları yerinde olacaktır.

Referanslar ve ileri okuma:

Ana fotoğraf: Tony Dube, Unsplash

Diğer fotoğraflar Imagen4 tarafından üretilmiştir.