Digitale tvillinger kan redde liv og spare penge
Ved at skabe digitale tvillinger af vindmøller, maskiner og bygninger kan forskere finde fejl og slid, før det fører til problemer og ulykker.
På et lille hvidt og spartansk kontor på Katrinebjerg sidder lektor Martin Dalgaard Ulriksen foran sin computer. Her sidder han ofte, for størstedelen af hans arbejde består i at programmere algoritmer. Altså, når han ikke underviser kommende ingeniører på Aarhus Universitet.
Martin Dalgaard Ulriksens beregninger ligger til grund for computermodeller – eller digitale tvillinger, som de også kaldes – af vindmøller, skibsmotorer og bygninger. Modeller, der kan forudsige, hvornår slid, ekstremt vejr eller andre påvirkninger gør, at dele skal efterses eller skiftes.
Og det kan både forhindre kritiske ulykker og spare virksomhederne en hel masse penge, forklarer han.
- Lige nu arbejder jeg på et projekt, hvor vi udvikler digitale tvillinger af vindmøller. Som det er nu, sender vindmøllefirmaerne en tekniker ud for at efterse vindmøllerne til havs og på land med faste intervaller – og det er dyrt.
- Med en digital tvilling vil vi i stedet kunne forudse, hvornår der rent faktisk er behov for, at noget bliver efterset eller repareret. Det vil spare en masse penge og besvær.
Men selvom digitale tvillinger er et populært emne i disse år, er der endnu et stykke vej, før teknologien er implementeret ude i samfundet.
- Lige nu forsøger vi at udvikle de bedste modeller og løsninger, så vi kan skabe digitale tvillinger, der er så identiske og synkroniserede med deres fysiske modstykke som muligt, siger Martin Dalgaard Ulriksen.
Ikke blot en digital kopi
Digitale tvillinger er et buzzword i disse år inden for flere ingeniørfag – og det er der en god grund til. Teknologien spås at kunne gøre en lang række ting inden for især byggeriet både billigere, sikrere og nemmere.
En digital tvilling er en slags digital kopi af eksempelvis en vindmølle, en bygning eller en motor i den fysiske verden.
Men en digital tvilling er ikke blot en computermodel. For at kvalificere som en digital tvilling er det nødvendigt, at modellen kan modtage data fra den fysiske tvilling og sende beskeder tilbage.
Det er med andre ord nødvendigt at installere sensorer i den fysiske tvilling, som sender data til den digitale tvilling. Ved hjælp af den data vil den digitale tvilling kunne simulere en række scenarier og vurdere, hvornår risikoen for skader og ulykker stiger.
Teknologien kan forhindre alvorlige ulykker
De seneste år er flere broer rundt omkring i verden kollapset. Sidste år kollapsede Carola-broen over Donau ved Dresden. Og i 2018 skete det værst tænkelige i Genova i Italien. Et 200 meter stort stykke af broen Ponte Morandi, der går hen over byen, knækkede af og ramlede med biler og lastvogne ned i bygningerne under.
Uden at kende til de nærmere detaljer ved ulykken mener Martin Dalgaard Ulriksen, at digitale tvillinger vil kunne forebygge den slags i fremtiden.
- Selv arbejder jeg ikke med broer, men princippet er det samme som ved vindmøller eller motorer. Ved at montere sensorer forskellige steder på broen og lade dataen flyde ind i en digital tvilling af broen, vil vi kunne forudse et kollaps, før det sker.
Da broen over Donau kollapsede, var der heldigvis ingen, der opholdt sig der. I Genova var de ikke lige så heldige. 43 mennesker døde, da broen faldt sammen.
- Vi tror på, at vores teknologi vil kunne forhindre den slags ulykker. Den vil kunne bruges som et supplement til at planlægge, hvornår broen skal inspiceres. Bare det at vide, hvilke kræfter der virker på broen gennem dens levetid, er interessant. Det vil nemlig også hjælpe os til at bygge bedre og smartere i fremtiden, siger han.
Sammen med en række andre forskere står Martin Dalgaard Ulriksen for Institut for Mekanik og Produktions forskning i digitale tvillinger samt det forskningsområde, der hedder System Dynamics. Han underviser desuden studerende i fagene System Dynamics and Identification og Dynamik og vibrationer.
Han har flere forskningsprojekter, som sker i samarbejde med industrien. Lige nu er han en del af projekter, hvor han samarbejder med virksomhederne Hottinger Brüel & Kjær, Rambøll, Force Technology, Vestas Air Coil og Vienna Consulting Engineers.