In2Innovation: Digitale replica’s met voorspellend vermogen

Thema:
Digitalisering
Infrastructuur
14 december 2022

Bij TNO zijn we In2Innovation. In deze serie maak je kennis met de TNO'er achter de innovatie. Wat doen zij precies en welke impact heeft hun werk op de maatschappij? Gewapend met een blauwe plofkap neemt Camilla van Wirdum ons mee naar alle uithoeken van de organisatie. In deze aflevering spreken we Joep Paulissen, consultant op het gebied van ‘digital twins’, digitale replica’s van bestaande constructies met een voorspellend vermogen.

Joep, wie ben je en wat doe je bij TNO?

‘Ik werk inmiddels alweer 10 jaar bij TNO. Van oorsprong ben ik constructeur en ik heb met veel plezier inhoudelijk onderzoek gedaan naar stalen bruggen. Sinds een jaar of vijf ben ik meer in de breedte bezig. Ik probeer nieuwe onderzoeken te starten en verschillende partijen daarbij aan te haken. Infrastructuur is voor mij het vertrekpunt geweest, maar ik ben steeds meer betrokken geraakt bij de digitaliseringskant daarvan. Ons werk draagt bij aan het oplossen van maatschappelijke vraagstukken zoals de Vervangings- en Renovatieopgave in de infrastructuur en het optimaliseren van energieprestaties van gebouwen en kassen. Voor veel van die vraagstukken zijn goede voorspellende modellen van cruciaal belang. Ik zet me daarbij in om het gat tussen de echte en de virtuele wereld van modellen te dichten’.

Wat zijn digital twins precies?

‘In de jaren ’60 en ’70 zijn in Nederland veel bruggen gebouwd. Nu rijst de vraag of die bruggen nog “fit-for-purpose” en toekomstbestendig zijn: voldoen ze bijvoorbeeld nog aan de strenge veiligheidseisen en is de onderhoudsbehoefte nog behapbaar? Daar moet goed naar gekeken worden, wat voor beheerders zoals Rijkswaterstaat, ProRail, gemeenten en provincies een lastige opgave is. TNO werkt aan digitale technologieën die daarbij kunnen helpen. Zo maken we op de computer een model van een fysieke brug, ofwel een digitale replica. Via sensoren is die digitale replica met de fysieke brug verbonden. De sensoren meten hoeveel verkeer er over de brug rijdt en wanneer en hoe zwaar het verkeer is. Deze actuele informatie uit de sensoren is voeding voor de digitale replica die hierdoor een voorspellend vermogen krijgt.

In de digitale replica, en dus op basis van actuele informatie, voeren we scenarioanalyses uit. Dit geeft ons inzicht in wat de fysieke brug in de toekomst nodig heeft aan bijvoorbeeld onderhoud en vervanging. Omdat wij op basis van de digitale replica kunnen voorspellen wat de toekomstige behoeften van de fysieke brug zijn, noemen we onze digital twins ook wel ‘predictive twins’

Hoe draagt het fysieke model uit de video bij aan jullie werk?

‘Het unieke van TNO’s predictive twin zit hem in dat voorspellende vermogen. Een tweede aspect betreft standaardisatie. Uiteindelijk is het de bedoeling dat onze methoden voor alle bruggen in heel Nederland kunnen worden toegepast. Dat vergt een hoop testen en gepuzzel. Daarom hebben we samen met onze Duitse onderzoekspartner Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung een minibrug gebouwd met wat lijkt op Lego en Meccano. In de video zie je dat we daar een wagentje overheen laten rijden. Via de sensoren die aan de minibrug zijn bevestigd kunnen we het systeem trainen en finetunen. Natuurlijk doen we dat ook al in het echt, maar in het klein is dit makkelijker te oefenen en demonstreren’.

Tot slot: om welke ‘echte’ brug gaat het?

‘We testen en valideren ons werk in de praktijk op de Moerdijkbrug bij Dordrecht, samen met Rijkswaterstaat en andere partners. We kunnen op afstand inloggen op het meetsysteem aan de brug. Zo valideren en ontwikkelen we de ‘bouwblokken’ uit ons onderzoeksprogramma op basis van “real-scale” data uit de praktijk.

Naast bruggen werken we ook aan voorspellende digital twins voor andere toepassingen, zoals de energieprestaties van gebouwen en tuinbouwkassen. We gaan dit oppakken, samenbrengen en showcasen in ons te ontwikkelen Predictive Twin Lab op TNO-locatie NEXT Delft. Hiermee willen we een maximale kruisbestuiving tussen domeinen creëren en de sector aanjagen om deze ontwikkeling samen te versnellen’.

Ook bijdragen aan slimme oplossingen zoals deze?

Kom werken bij TNO. Bekijk de actuale vacatures.

Laat je verder inspireren

65 resultaten, getoond 1 t/m 5

Zo krijgen bestaande woningen energielabel A++++

Informatietype:
Insight
28 december 2022

Bestaande woningen moeten energiezuiniger worden. TNO en partners bedachten een innovatieve oplossing waarbij ook de gevels van woningen worden ingezet om warmte uit zonnestraling te winnen.

Installateurs slaan handen ineen om Nederland versneld aan de warmtepomp te helpen

Informatietype:
Nieuws
22 december 2022

Het consortium Team Duurzaam Installeren 500 (TDI500) wil binnen drie jaar het aantal geïnstalleerde (hybride) warmtepompen met 500 extra warmtepompen per dag verhogen. Hiervoor moet de installatiesector op een andere manier te werk gaan. Zij hebben daarvoor vanuit de regeling Missiegedreven Onderzoek Ontwikkeling en Innovatie (MOOI) van RVO een subsidie van 5 miljoen euro gekregen.

Heat Pump Application Center helpt energietransitie versnellen

Informatietype:
Insight
21 december 2022

In 2050 moeten zo’n 8 miljoen gebouwen in ons land aardgasvrij zijn. Een enorme opgave, waar we alternatieve verwarmingstechnieken als de hybride-warmtepomp hard bij nodig hebben.

Wordt de contingentenaanpak de doorbraak bij het verduurzamen van woningen?

Informatietype:
Insight
12 december 2022

Door slimme matching en vraagbundeling werkt TNO samen met onze partners aan een meer uniforme renovatieaanpak die het mogelijk maakt om verduurzamingsrenovaties efficiënter uit te voeren.

In2Innovation: Hergebruik van afvalhout

Informatietype:
Insight
23 november 2022

Bij TNO zijn we In2Innovation. In deze serie maak je kennis met de TNO’er achter de innovatie. Wat doen zij precies en welke impact heeft hun werk op de maatschappij? Gewapend met een blauwe plofkap neemt Camilla van Wirdum ons mee naar alle uithoeken van de organisatie. In deze aflevering spreken we Jan de Jong, projectleider Hout in de Bouw, over hoe een CT-scanner bijdraagt aan het hergebruik van hout.