Kembaran Digital: Apa Itu dan Bagaimana Cara Kerjanya

Kembaran digital adalah model virtual suatu objek fisik yang sering digunakan untuk simulasi, pengujian, dan pemantauan objek fisik.

Mereka memudahkan untuk memvisualisasikan proyek yang kompleks, seperti mesin besar, mesin jet, kota pintar, dan instalasi utilitas.

Kembaran digital juga dapat ada pada objek yang tidak ada – yang mana digunakan untuk perencanaan dan pengembangan objek tersebut.

Blog ini merinci semua yang perlu Anda ketahui tentang kembaran digital dan membantu Anda melihat apakah itu dapat bermanfaat bagi proyek Anda berikutnya.

Karakteristik Kembaran Digital

Teknologi kembaran digital membedakan dirinya dari teknologi lain dengan serangkaian karakteristik unik, yaitu:

• Modularitas: Teknologi kembaran digital sering kali menerapkan pendekatan desain modular untuk membangun satu mesin dengan beberapa komponen. Pendekatan ini memudahkan identifikasi komponen tertentu yang dapat ditukar, ditingkatkan, atau dimodifikasi dengan berbagai cara untuk mencapai hasil yang diinginkan.
• Konektivitas: Kembaran digital juga sangat bergantung pada konektivitas dan ini biasanya dicapai dengan sensor yang terhubung melalui perangkat IoT. Konektivitas ini berjalan dua arah untuk memungkinkan komunikasi antara kembaran digital dan fisik.
• Cerdas & Dapat Diprogram Ulang: Sistem kembaran digital itu cerdas dalam artian Anda dapat membuat perubahan pada berbagai parameter. Informasi dari sensor IoT, misalnya, dapat menyebabkan kembaran digital menyesuaikan beberapa parameter, dan juga mengirimkan pengaturan baru ini ke kembaran fisik untuk menyesuaikan dirinya sendiri.
• Homogenisasi: Homogenisasi mengacu pada perampingan semua data dan masukan dari mesin fisik dalam format digital sederhana yang memudahkan untuk dibagikan dengan pengguna, sistem, atau anggota tim lain.
• Pembuatan Jejak Digital: Kembaran digital juga meninggalkan jejak yang memudahkan untuk memutar kembali kondisi mesin, misalnya, ke waktu sebelumnya sebelum terjadi kerusakan. Dengan demikian, memudahkan untuk mendiagnosis masalah.

Cara Kerja Kembaran Digital

Proses fungsionalitas kembaran digital relatif sederhana. Berikut adalah 3 langkah dasar prosesnya.

1. Kembaran Fisik

Pertama, ada objek atau mesin fisik, yang bisa berupa apa saja mulai dari mesin pembakaran internal V8 hingga mesin jet turbo-fan, jalur perakitan di pabrik, atau seluruh rantai pasokan. Kembaran fisik dilengkapi dengan sensor yang mengumpulkan dan mengirimkan semua bentuk data darinya ke kembaran virtualnya. Data ini dapat mencakup suhu, putaran per menit, tekanan, tingkat kebisingan, getaran, dan sebagainya.

2. Kembaran Digital

Dalam dunia komputer, model virtual yang sesuai dari kembaran fisik dibuat untuk simulasi virtual. Model virtual ini dapat sesederhana atau serumit yang dibutuhkan. Model ini dapat menggunakan representasi grafis sederhana atau menggunakan grafis yang lebih kompleks dengan prinsip fisik atau teknik yang membuatnya meniru kembaran fisiknya dengan lebih autentik. 

3. Koneksi Data

Sistem hanya menjadi lengkap ketika data langsung dari sensor dimasukkan ke dalam kembaran digital untuk menciptakan siklus umpan balik waktu nyata, di mana kembaran fisik memengaruhi pasangan digitalnya, dan kembaran digital, pada gilirannya, juga dapat memantau kinerja fisik, menjalankan simulasi, membuat perubahan pada kembaran fisik, atau digunakan untuk melatih personel untuk bekerja.

Manfaat Kembaran Digital

Keuntungan dari kembaran digital banyak sekali dan berikut ini beberapa diantaranya:

• Pemeliharaan prediktif: Dengan pemantauan peralatan dan kinerjanya secara terus-menerus, kembaran digital memungkinkan pemeliharaan prediktif dan dapat membantu mencegah kegagalan peralatan yang mahal dan waktu henti yang tidak direncanakan.
• Peningkatan Efisiensi Operasional: Dengan memberikan wawasan untuk mengoptimalkan proses dan mengalokasikan sumber daya secara optimal berdasarkan data waktu nyata, kembaran digital juga dapat menghasilkan peningkatan produktivitas yang signifikan.
• Peningkatan Keselamatan & Manajemen Risiko: Skenario berbahaya dapat disimulasikan dengan kembaran digital untuk mengidentifikasi potensi bahaya dan mengambil langkah yang tepat.
• Inovasi & Pengembangan Produk: Kembaran digital dapat membantu memfasilitasi inovasi dengan menyediakan lingkungan virtual untuk menguji dan menyempurnakan ide sebelum berkomitmen pada produksi fisik. Hal ini dapat mempercepat proses inovasi dan pengembangan produk, membantu memasarkan produk lebih cepat.
• Pengambilan Keputusan yang Lebih Baik: Kembaran digital memberikan wawasan berbasis data secara real-time mengenai status dan kinerja sistem fisik. Informasi ini dapat memberdayakan para pengambil keputusan untuk membuat pilihan yang tepat, mengoptimalkan proses sistem mereka, dan menanggapi keadaan yang tidak terduga dengan lebih mudah.
• Penghematan biaya: Kembaran digital dapat berkontribusi terhadap penghematan biaya dalam suatu organisasi melalui pemeliharaan prediktif, optimalisasi proses, dan peningkatan manajemen sumber daya secara keseluruhan.

Jenis Kembar Digital

Ada berbagai jenis kembaran digital, berdasarkan aplikasi atau cakupannya. Berikut adalah beberapa yang utama:

• Kembar Komponen: Disebut juga sebagai kembaran komponen, ini adalah kembaran digital yang sesuai dengan elemen terkecil dari suatu sistem. Contohnya adalah piston tunggal dari mesin 6 silinder. Kembaran komponen dapat memantau parameter tertentu seperti getaran dan suhu.
• Produk Kembar: Sebuah produk atau aset kembar biasanya menggabungkan beberapa komponen kembar untuk mencapai model ini dengan kompleksitas yang lebih tinggi. Produk kembar biasanya mewakili produk fisik, seperti mesin, ventilator, dan sebagainya.
• Kembar Proses: Digunakan untuk memodelkan dan mensimulasikan operasi atau alur kerja dalam suatu sistem. Proses kembar dapat diterapkan untuk mengoptimalkan atau memantau proses industri seperti manufaktur dan manajemen rantai pasokan.
• Si Kembar Sistem: Menggabungkan beberapa proses atau produk kembar untuk menciptakan sistem kompleks yang digunakan untuk menganalisis atau mensimulasikan interaksi berbagai model virtual sebagai satu unit.

Aplikasi di Seluruh Industri

Perusahaan-perusahaan menerapkan teknologi digital twin ke berbagai industri di seluruh dunia. Berikut ini adalah beberapa aplikasi utamanya:

• manufaktur: Kembaran digital membantu mengoptimalkan proses produksi di pabrik dan dengan demikian meminimalkan waktu henti, memantau kesehatan peralatan, dan meningkatkan efisiensi operasional perusahaan secara keseluruhan.
• Dirgantara: Produsen kedirgantaraan menggunakan kembaran digital untuk desain dan pengujian komponen pesawat. Produsen lain menggunakannya untuk pemantauan waktu nyata, seperti yang dilakukan Rolls-Royce pada mesinnya.
• Kota Cerdas: Kota pintar menggunakan kembaran digital dalam pengoptimalan lalu lintas, pemantauan energi, pengelolaan, dan pengambilan berbagai keputusan tepat yang akan menguntungkan warga kota.
• Energi & Utilitas: Teknologi kembaran digital membantu dalam pengelolaan energi terbarukan, jaringan listrik, dan campuran sistem energi yang kompleks. Teknologi ini dapat membantu dalam pengoptimalan alokasi sumber daya, prediksi permintaan energi, dan sebagainya.
• Konstruksi: Kembaran digital memungkinkan arsitek dan insinyur untuk memvisualisasikan dan mensimulasikan berbagai pilihan sebelum mulai membangun. Selain itu, mereka juga dapat memantau bangunan setelah konstruksi.
• Manajemen rantai persediaan: Rantai pasokan yang kompleks dapat menggunakan teknologi kembaran digital untuk melacak barang dan material secara real time, mengoptimalkan rute transportasi, mengidentifikasi potensi penundaan, dan meningkatkan efisiensi rantai pasokan secara keseluruhan.
• Pengembangan produk: Kembaran digital dapat digunakan dalam pengujian dan penyempurnaan produk baru secara virtual sebelum membawanya ke pasar, sehingga mengurangi biaya pengembangan.

Contoh Aplikasi

Berikut ini beberapa contoh berkesan tentang berbagai cara perusahaan menerapkan teknologi kembaran digital.

• Turbin Angin GE: GE menggunakan kembaran digital turbin angin untuk pemantauan kinerja dan pemeliharaan prediktif.
• SpaceX: Kembaran digital kapsul Dragon memungkinkan operator untuk memantau dan menyesuaikan lintasan, beban, dan sistem penggerak demi keselamatan dan keandalan.
• Kota Cerdas Singapura: Singapura sedang mengembangkan kembaran digital seluruh kota, termasuk gedung, infrastruktur, dan jaringan transportasi untuk memantau konsumsi energi, kualitas udara, dan lalu lintas secara real-time.
• Jaringan Listrik Schneider: Schneider Electric menggunakan kembaran digital jaringan listrik untuk optimalisasi aliran energi, prediksi potensi pemadaman, dan ketahanan jaringan.
• AB InBev:Perusahaan pembuat bir terbesar di dunia menggunakan teknologi kembaran digital untuk mengelola rantai pasokan dan lini produksinya.
• Rolls-Royce: Perusahaan Rolls-Royce menggunakan kembaran digital mesin pesawatnya untuk pelacakan mesin secara real-time, pengoptimalan, dan efisiensi bahan bakar.
• Unilever: Raksasa manufaktur ini menggunakan teknologi kembaran digital untuk mengoptimalkan proses dan memaksimalkan sumber daya di pabrik mereka.
• Kelompok Konsultasi Boston: Boston Consulting Group (BCG) menggunakan kembaran digital proses bisnis untuk mengidentifikasi dan memecahkan inefisiensi, memprediksi kemacetan proses, dan mengoptimalkan alokasi sumber daya dalam bisnis klien mereka.

Teknologi Terkait Kembaran Digital

Teknologi kembaran digital tidak berkembang begitu saja. Teknologi ini merupakan hasil interaksi dengan berbagai teknologi lain, yang meliputi:

• AI & ML:Kecerdasan buatan (AI) dan Mesin belajar (ML) adalah bidang ilmu komputer yang memudahkan para insinyur untuk mengambil sensor dan masukan data dari sistem kembaran digital dan mengubahnya menjadi wawasan yang dapat ditindaklanjuti atau aplikasi bisnis berharga lainnya.
• IOT: Internet of Things (IoT) adalah jaringan perangkat yang saling terhubung yang terus berkembang yang dapat berkomunikasi satu sama lain dan dengan platform komputasi lainnya. Aplikasi dan inovasi IoT masih terus berkembang.
• Realitas yang Diperpanjang: Realitas yang diperluas adalah istilah umum yang merujuk pada aplikasi realitas virtual, realitas tertambah, dan realitas campuran.
• Awan & Tepi:Platform cloud memudahkan homogenisasi data, sementara komputasi tepi Sistem ini membantu perusahaan mengoptimalkan infrastruktur dan kemampuan pemrosesan data mereka.
• Simulator: Dari sistem pemodelan 3D hingga mesin fisika, alat visualisasi, dan platform lain yang memungkinkan pembuatan dan visualisasi kembaran digital.
• Blockchain:Beberapa aplikasi kembaran digital, seperti solusi rantai pasokan, berlaku Teknologi blockchain untuk pengelolaan data yang tepat dan dapat diandalkan.

Publikasi

• Artikel Wikipedia tentang kembaran digital: https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_twin
• IBM tentang kembaran digital: https://developer.ibm.com/articles/what-are-digital-twins/
• Layanan Azure Digital Twins milik Microsoft: https://azure.microsoft.com/en-us/products/digital-twins
• Konsorsium Kembaran Digital: https://www.digitaltwinconsortium.org/
• Pusat Kembaran Digital: https://digitaltwinhub.co.uk/forums/
• Pusat Wawasan IoT Industri: https://plm.sw.siemens.com/en-US/insights-hub/

Kesimpulan

Anda telah melihat bagaimana kembaran digital mengubah dan merevolusi cara kita memandang dan berinteraksi dengan dunia fisik. Dari desain produk hingga orkestrasi seluruh ekosistem perkotaan, kembaran digital menawarkan wawasan, efisiensi, dan inovasi yang tak tertandingi.

Kembaran digital juga menghubungkan dunia fisik dan digital dengan analisis data real-time dan kemampuan prediktif, yang memungkinkan industri untuk mengoptimalkan proses dan meningkatkan pengambilan keputusan dengan mudah. ​​Hal ini dapat membantu Anda dan bisnis Anda untuk membuka kemungkinan baru.