Dijital İkiz (Digital Twin) Nedir? Nasıl Çalışır?

Dijital ikiz teknolojisi, günümüz endüstrisinin en önemli yeniliklerinden biridir. Fiziksel bir ürünün, sürecin veya sistemin sanal bir kopyasını oluşturarak, işletmelere süreçlerini analiz etme ve geliştirme imkânı sunar. Peki dijital ikiz nedir ve nasıl çalışır? Bu yazımızda dijital ikiz kavramını, kullanım alanlarını ve avantajlarını detaylı şekilde inceleyeceğiz.

Dijital İkiz Nedir?

Dijital ikiz kavramı, fiziksel varlıkların dijital ortamda birebir kopyalanması anlamına gelir. Bu kopya, yalnızca görselleştirme için değil, gerçek zamanlı veri analizi için de kullanılır. Bir makinenin, aracın, fabrikanın veya hatta bir insan organının dijital ikizi oluşturularak anlık olarak performans izlenebilir.

Gelişen teknolojilerle birlikte dijital ikiz teknolojisi nedir sorusu daha fazla önem kazanmaya başlamıştır. Çünkü artık işletmeler yalnızca geçmiş verilerle değil, geleceği de öngörerek hareket etmek istemektedir. Dijital ikizler, IoT cihazları, sensörler, yapay zekâ ve büyük veri analitiğiyle desteklenerek bu ihtiyaca yanıt verir.

Örneğin bir enerji santralinin dijital ikizi oluşturulduğunda, santralden gelen veriler anlık olarak modele yansıtılır. Bu da yöneticilere, hangi anda nasıl bir karar alması gerektiğini net bir şekilde gösterir. Dolayısıyla dijital ikiz nedir sorusunun cevabı; işletmelere daha hızlı, daha güvenilir ve daha verimli karar alma imkânı tanıyan bir teknoloji şeklinde özetlenebilir.

Dijital İkiz Ne İşe Yarar?

Dijital ikiz uygulamaları, işletmelerin farklı amaçlarla faydalandığı güçlü araçlardır. Öncelikli fayda, olası arızaları önceden tahmin ederek üretim kesintilerini minimuma indirmesidir. Bu da bakım maliyetlerini düşürür ve üretim sürekliliğini sağlar.

Bununla birlikte dijital ikiz, ürün geliştirme süreçlerinde büyük avantaj sunar. Normal şartlarda bir ürün piyasaya sürülmeden önce defalarca prototip üretilir ve test edilir. Bu ise hem zaman hem de maliyet açısından oldukça yüksektir. Oysa dijital ikiz teknolojisi, ürünün sanal modelini kullanarak farklı senaryoların denenmesini mümkün kılar. Böylece daha güvenilir ürünler daha kısa sürede pazara sunulabilir.

Ayrıca dijital ikizler müşteri deneyimini iyileştirmede de etkilidir. Örneğin otomotiv sektöründe araçların dijital ikizleri, kullanıcıların sürüş verilerini analiz ederek güvenlik artırıcı özelliklerin geliştirilmesine katkı sağlar. Bu açıdan dijital ikiz ne işe yarar sorusunun cevabı yalnızca maliyet avantajı değil, aynı zamanda kalite, verimlilik ve müşteri memnuniyetidir.

Dijital İkiz Türleri Nelerdir?

Dijital ikiz örnekleri farklı türlere ayrılır. Her sektörün ihtiyacına göre kullanılan bu türler, işletmelere özelleştirilmiş çözümler sunar.

• Ürün İkizi: Bir ürünün tasarım ve geliştirme sürecinde kullanılır. Otomotiv sektöründe yeni bir aracın performansını test etmek için ürün ikizi oluşturulabilir.
• Süreç İkizi: Üretim hatlarının ya da operasyonel süreçlerin dijital kopyalarıdır. Fabrikalarda darboğazları tespit etmek ve süreçleri optimize etmek için kullanılır.
• Sistem İkizi: Enerji şebekeleri, ulaşım sistemleri veya büyük ölçekli altyapı projelerinin sanal kopyasıdır.

Bu dijital ikiz teknolojisi türleri sayesinde, farklı sektörlerde farklı ihtiyaçlar karşılanabilir. Örneğin sağlık alanında bir organın dijital ikizi oluşturularak tedavi yöntemleri test edilebilirken, enerji sektöründe santrallerin performans optimizasyonu yapılabilir.

Dijital İkiz Nasıl Çalışır?

Bir dijital ikiz, gerçek hayattaki bir nesne veya sistem hakkında gerçek verileri girdi olarak kullanır. Sonrasında bu girdilerden yola çıkarak, gerçek nesnenin veya sistemin nasıl tepki vereceğine dair tahminleri veya simülasyonları üretir. En basit haliyle simülasyon yapabilen bir bilgisayar programıdır.

Dijital bir ikiz yaşamına, genellikle veri bilimi veya uygulamalı matematik uzmanları tarafından programlanarak başlar. Bu uzmanlar, önce taklit edilen gerçek nesnenin veya sistemin yapısını araştırır. Sonrasında bu verileri, gerçek dünyadaki orijinali simüle eden matematiksel bir model yani dijital ikizi geliştirmek için kullanır.

Dijital İkiz Teknolojisinin Avantajları

Dijital ikiz teknolojisi nedir sorusunun en önemli yanıtlarından biri sunduğu avantajlardır. Bu teknoloji, işletmelerin maliyetlerini düşürürken verimliliğini artırır. Ayrıca daha çevreci ve sürdürülebilir bir yaklaşım geliştirmelerine olanak tanır.

• Verimlilik: Süreçlerdeki darboğazlar kolayca tespit edilir.
• Maliyet Azaltma: Olası arızalar önceden öngörülerek bakım planlaması yapılır.
• Sürdürülebilirlik: Enerji tüketimi optimize edilir, karbon ayak izi azalır.
• Güvenlik: Kritik sistemlerde arızalar önceden belirlenir.

Özellikle dijital ikiz ve simülasyon farkı burada öne çıkar. Simülasyon tek seferlik senaryolara odaklanırken, dijital ikiz sürekli güncellenir ve canlı bir sistem olarak işletmeye değer katar.

Dijital İkizlerin Kullanıldığı Alanlar

Uçak motorları, trenler, açık deniz platformları ve türbinler gibi nesneler, üretilmeden önce sanal olarak tasarlanıp test edilebilir. Dijital ikizler, bakım-onarım işlerine yardımcı olmak için de kullanılabilirler. Örneğin, mühendisler, gerçek hayattaki ürünü uygulamaya geçirmeden  önce parçalar için gereken bir düzeltmenin uygulanabilirliğini test etmek için dijital bir ikiz kullanabilir. Akıllı fabrikaların kurulmasında ve tüm üretim süreçlerinin simüle edilmesinde de kullanılmaktadır.

Dijital ikizler sağlık sektöründe kullanıldığında ise  insanların dijital ikizlerini üretiyor diyebiliriz. Çeşitli boyutlardaki dijital tarayıcılar hastanın vücudunu tarar, hastanın sağlık durumunu gözlemlemek ve gelecekte karşılacağı olası hastalıkları tahmin etmek için, kullanılan dijital bir ikize sağlık bilgilerini geri gönderir.

Dijital ikizler, değişken verilerle farklı sonuçları tahmin etmek için de kullanılabilir. Bu, bilim kurgu filmlerinde izlediğimiz, simülasyon kullanarak, olacakları tahmin edebildikleri senaryolara benzer. Dijital ikizler ek yazılım ve veri analitiği ile maksimum verimlilik için tahminlerde bulunulmasını da sağlar. Örneğin, üretimde kullanılan makinelerin zaman içinde nasıl performans göstereceğini simüle edebilir, bu da gelecekteki verimliliğin ölçülmesine ve olası problemlerin tahmin edilmesine yardımcı olabilir.

Dijital İkizin Kullanıldığı Sektörler Nelerdir?

Dijital ikiz uygulamaları günümüzde birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Otomotiv: Araçların güvenlik testleri, performans analizleri ve bakım planlaması.
• Enerji: Elektrik şebekelerinin yük dağılımı, yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu.
• Sağlık: Organların dijital modelleri ile tedavi ve ilaç geliştirme süreçleri.
• İnşaat: Akıllı binalar ve altyapı projelerinin yönetimi.

Bu çeşitlilik, dijital ikiz teknolojisinin yalnızca bugünün değil, geleceğin de en kritik teknolojilerinden biri olduğunu göstermektedir. Özellikle Endüstri 4.0 ile birlikte bu sektörlerde dijital ikizlerin önemi giderek artmaktadır.

Endüstri 4.0 ve Dijital İkizlerin Önemi

Dijital ikizler esasen ilk olarak NASA eşleme teknolojisi için geliştirilen simülasyon programları ile ortaya atılmış bir fikirdir.

Dünyada dijital ikizleri kullanıp geliştiren ve endüstri 4.0 adı verilen bu 4. Sanayi Devrimine yön veren şirketler ise IBM, Microsoft, Tesla ve General Electric gibi endüstri devleridir.

General Electric firması uçak motoru üretiminde, fiziksel ortamda uçak motorunun testlerini yaparken, alınan verileri gerçek zamanlı olarak dijital ikize aktarıyor ve olası arıza durumları, malzeme yaşlanma zamanı ve diğer durumları tespit ederek motorun parçalarını veya kendisi yeniliyor.

Otomotiv sektöründe Tesla ise dijital ikizleri kullanarak, aracın motor ömrü, mekanik yaşlanması, olası kaza senaryolarında meydana gelebilecek hasar durumu, aerodinamik tasarım ile ilgili hatalar gibi konularda değerlendirmeler yapıp, araç son kullanıcıya ulaşmadan önce, gerekli iyileştirmeleri yapıyor.

Örnekleri zenginleştirmek adına konuyu General Elektrik özelinde biraz daha inceleyelim;

General Electric, dijital ikizlerin gerçek zamanlı eşleşme yetenekleri sayesinde, müşterilerine 1.5 BN $ tasarruf sağladıklarını belirtiyor. Bununla birlikte jet motorları, rüzgar çiftlikleri, açık deniz petrol kuleleri, güç üretim ekipmanları, pompalar, kompresörler, soğutuculardan oluşan 1,2 milyon Dijital İkizlere sahip olduklarını belirten GE Digital, halihazırda analitik kataloğunda müşterileri için 330'dan fazla farklı Dijital İkiz taslağına sahip. Yani endüstriyel şirketler için dijital ikiz yatırımlarından hızla değer elde etmek her zamankinden daha kolay.

Tüm bu gelişmelere rağmen, teknolojinin şirketlere ve pazarlamaya adapte edilmesi konusundaki danışmanlıkları ile bir otorite olarak kabul edilen küresel araştırma ve danışmanlık şirketi Gartner ise bu konuda önemli bir uyarıda bulunuyor. Dijital ikizlere her zaman ihtiyaç duyulmayacağı ve karmaşıklığı gereksiz yere artırabileceği, bazı işler için teknoloji aşırısı olabileceği konusunda uyarıda bulunan Gartner, ayrıca maliyet, güvenlik, gizlilik ve entegrasyonla ilgili endişelerden de bahsediyor.

Bu perspektiften bakınca Gartner in endişelerine hak vermemek mümkün değil ancak günümüz dünyasını şekillendiren uçsuz bucaksız bir teknoloji hatta devrim olduğu da yadsınamaz bir gerçek.

Umarız dijital ikiz teknolojisinin kullanımı, etik ilkeler sınırları dahilinde olmak şartıyla, insanlık için yararlı pek çok gelişmeye yön vermeye devam eder.

Modern çağın sanayi devrimi; Endüstri 4.0 ve devrimin Türkiye’ye etkileri blogunu okumak için tıklayın.