Digital twins bieden kansen om de bouwprocessen en de productieketen verder te optimaliseren, stelt Arjen Adriaanse, science director bij TNO en professor Bouwprocesintegratie & ICT aan de Universiteit Twente. Het Premodu-concept leent zich er bij uitstek voor.
Het denken vanuit producten in plaats van projecten ligt aan de basis van het Premodu-concept. Digitalisering is daardoor eenvoudiger toe te passen. Emergo paste het concept ‘digital twin’ eigenlijk al onbewust toe en wil dit verder optimaliseren, vertelt conceptmanager Tobias Borst. Zo is de hele materiaaltoeleveringsketen al gebaseerd op het 3D-model.
Wat is een digital twin precies?
Een “digital twin” verwijst naar een digitale representatie van een fysiek object, systeem of proces. Het is een virtuele kopie die in real-time wordt bijgewerkt en gesynchroniseerd met zijn fysieke tegenhanger. Deze digitale representatie kan diverse vormen aannemen, variërend van eenvoudige modellen tot complexe simulaties. Digital twins worden vaak gebruikt in verschillende sectoren, waaronder industrie, engineering, gezondheidszorg, stadsplanning en meer.
Materiaaltoeleveringsketen
“We zijn er bij Emergo al lange tijd mee bezig, zonder dat we wisten dat het om een digital twin ging. Vanuit de BIM-gedachte werken we met 3D-ontwerpen, gekoppeld aan prefab, om te zorgen dat je in de fabriek precies dat gaat maken wat je hebt ontworpen,” vertelt conceptmanager Tobias Borst. “We hebben onze hele materiaaltoeleveringsketen gebaseerd op het 3D-model. Zodat de werkelijkheid niet anders is dan je het hebt ontworpen.
Op die manier waarop wij het assemblageproces hebben ingericht, sluit je fouten uit. Je ontwerpmodel is direct ook je digital twin,’ stelt Tobias. “De denkwijze van prefab zorgt ervoor dat je ontwerpmodel je digital twin wordt, omdat het proces zo goed is geborgd. Een tekening van een architect is nog niet de digital twin, omdat het tijdens het maakproces nog wordt verfijnd en aangepast.”
De denkwijze van prefab zorgt ervoor dat je ontwerpmodel je digital twin wordt
Visie op digitalisering
Bij meer traditionele bouw komt digitalisering maar moeilijk verder, constateert prof.dr.ir. Arjen Adriaanse, wetenschappelijk directeur 'Mobility & Built Environment' bij TNO en professor 'Construction Process Integration & ICT' aan de Universiteit Twente. “Bij digitalisering in de bouw hebben we het vaak over allerlei tools en gadgets en veel te weinig over het informatiemanagement in en over verschillende bouwprocesfasen en productieketens.” Dat heeft te maken met de fragmentatie in de manier van werken. “De bouw werkt projectmatig.”
Het bouwproces is opgedeeld in verschillende fasen. “Ontwerp, realisatie en onderhoud zijn vaak van elkaar gescheiden processen. En in de projecten heb je te maken met een consortium van partijen. Dat maakt dat je allemaal eilandjes hebt met afzonderlijke bouwprocesfasen, partijen en projecten.. Iedereen weet hoe hij zijn eigen processen moet optimaliseren, maar de toegevoegde waarde is er voor het eilandje, maar niet voor het grotere geheel,” vat hij het digitale bouwlandschap samen. “Bij Emergo is het proces omgedraaid. Er wordt gewerkt vanuit het Premodu-concept.”
Stroomlijnen
Een van Arjen’s Master-studenten loopt stage bij Emergo, voor een onderzoek in het kader van z’n Masterstudie. Hij helpt nadenken over de manier waarop digital twins de werkprocessen rondom de calculatie van de prefab elementen en woningen verder kunnen stroomlijnen. “Bij Emergo ligt een duidelijke visie over de digitalisering. De stappen die het bedrijf wil zetten. Dan kun je daar stapsgewijs naar toewerken. Maar je kunt ook nieuwe projecten gebruiken om een stap te zetten die past in die visie,” meent Arjen.
Tobias beaamt het betoog: “Bij Premodu is de basisgedachte: we gaan in plaats vanuit het project vanuit het product ontwerpen. Je denkt niet telkens vanuit een uniek project met compleet nieuwe uitgangspunten. We denken vanuit basisbouwblokken en werken met vaste partners. Daarbij zet je stappen bij alle drie de vormen van fragmentatie – bouwproces fasen, de partijen, en de projecten – en ontstaat een context waarbij de digitalisering veel meer kan betekenen.”
Repeterende processen
“Het uiteenrafelen wat de toepassingen van digital twins zijn voor modulair bouwen, is een interessante uitdaging,” meent Arjen. Hij maakt de vergelijking met de automobielindustrie. “Daar heb je één grote partij die de keten dicteert en veel repeterende processen, waardoor je veel verder kunt komen qua digitalisering dan in de reguliere bouw. Het interessante van een concept als Premodu is dat je daar naartoe kan bewegen.”
Het prefabconcept biedt een mogelijkheid om de processen en de keten fundamenteel te optimaliseren, meent hij. “Dat maakt Premodu ook vanuit wetenschappelijk oogpunt zo interessant.” Tobias vult aan: “Je ziet dat we daar heel ver in gaan. Op het gebied van installaties is de tekening zo gedetailleerd uitgewerkt. Dat doet nog bijna geen partij in Nederland.” Arjen valt hem bij: “Exact! Doordat je dat hebt, ontstaan opeens allerlei mogelijkheden. Je hebt opeens de detailinformatie, en die kun je door het hele proces heentrekken.”
Investering in de bibliotheken
De digital twin-aanpak vraagt om een investering in de bibliotheken, benadrukt Arjen. “Het begint met gestructureerd vastleggen van de data. Niet alleen in de 3D-bibliotheek. Je kunt efficiënter werken door te herhalen, maar dan moet je wel de basis op orde hebben. Daar zit een uitdaging in.”
Tobias: “Daar lopen we soms ook tegenaan, dat er van sommige producten nog geen 3D-bibliotheek is, waardoor we dingen handmatig – ‘fake’ – moeten tekenen, omdat we het nodig hebben voor het hele proces van bestellen, planning en productie.” Hij vervolgt: “Je bent afhankelijk van de leveranciers waarmee je werkt. Het niveau waarnaar ze toe willen bewegen. We zoeken partners die ons daarin het best kunnen faciliteren, maar soms heb je niet die keuze.”
Arjen verwacht dat dit in toekomst minder problemen gaat opleveren. “Als het steeds meer gemeengoed wordt om op deze manier te werken, gaan softwarepartijen zich daar beter op instellen. En dan krijg je veel meer mogelijkheden. Vaak wordt bij digital twins voor de bouw gedacht aan digital twins van een bouwwerk. Maar er zijn allerlei vormen van digital twins, vertelt hij. “Je hebt een product twin. Maar voor modulaire bouwers is een productie twin van het productieproces ook heel interessant en mogelijk ook een logistieke twin van logistieke processen. Er zijn ook partijen die nadenken over een twin die kijkt naar de werkelijke prestaties van een woning.” Uiteindelijk verwacht hij dat je al die verschillende digital twins met elkaar kunt verbinden. “Dat is echt toekomstmuziek. Dat je aanpassingen doet in het ontwerp, en meteen de gevolgen voor de logistieke twin en productie twin meeneemt. En dat je leert van de werkelijke prestaties van woningen en daarmee je concept weer verbeterd."
Informatiemanagement
Tobias vertelt dat binnen Emergo al hard wordt nagedacht over extra opties en meer varianten binnen Promodu. “Je wil dat je, als je iets wijzigt in het ontwerp, direct ook de calculatie wijzigt. En dat je ook andere zaken, zoals Bouwbesluit-toetsing, baseert op de data of het 3D-model van het ontwerpproces. Waardoor je nog flexibeler wordt in het ontwerp.” Op dit moment wordt nog vastgehouden aan de plattegrond, maar dat wordt minder van belang naarmate parametrisch ontwerpen zich verder ontwikkelt.
Arjen noemt bibliotheken als belangrijk fundament. “Veel mensen worden gegrepen door de gadgets, maar de data vormt de fundatie. Als je die niet op orde hebt, dan blijft het een ‘puntoplossing’-tool. Terwijl je wilt dat alles met elkaar verbonden is. Waardoor je, als je iets wijzigt, het overal automatisch mee wijzigt, je informatie goed kan hergebruiken en informatiebronnen kan combineren. Dat is informatiemanagement. Dat je vanuit de hele keten kijkt hoe de informatiestromen lopen en welke informatieafspraken je moet maken.” Hij concludeert: “De context van Premodu biedt enorm veel kansen. Je hebt een visie waar je naartoe wilt. Je kunt veel meer de regie voeren op de informatie. En daarmee kun je het informatiemanagement veel beter organiseren.”
De context van Premodu biedt enorm veel kansen voor digitalisering
Materialenpaspoort
Digital twins bieden nu al allerlei efficiëntievoordelen, stelt Tobias. “Voor ons is bijvoorbeeld het aanleveren van een materialenpaspoort heel eenvoudig. We hebben die data. De complete woning staat gedetailleerd in 3D. We kunnen zo een export draaien. Voor sommige traditionele bouwers is het materialenpaspoort een hele klus.” Hetzelfde geldt voor private kwaliteitsborging. “Het is nog niet helemaal duidelijk welke informatie je moet gaan opleveren, maar voor ons is het niet heel complex. De data hebben we. Er moet alleen nog een goed systeem komen waarmee we dat beschikbaar kunnen stellen voor een bewoner.”
Tobias vervolgt: “Je ziet dat steeds meer partijen het nut beginnen in te zien.” Als voorbeeld noemt hij een toeleverancier die wel wilde meedenken. “In het eerste project keken ze ons aan “Waarom willen jullie dit?”. Maar onlangs is het ondernemingsbestuur op bezoek geweest. Ze zeiden: ‘We willen met die jongens praten, want dit is waar wij de toekomst zien’.”
Driver voor digitalisering
Arjen verwacht dat digital twins binnen nu en tien jaar sectorbreed worden omarmd: “De bouw is een prachtige sector, waar mooie innovaties plaatsvinden.” De regeldruk kan wel eens een drijver zijn voor digitalisering in de hele sector, besluit hij hoopvol. “Je moet zo meteen een dossier kunnen aanleveren. Ik kan me niet voorstellen dat je dat niet digitaal doet.”
