Dijital ikiz (digital twin); akla gelebilecek herhangi bir fiziksel varlığın, gerçek varlıkla canlı bağlantısı olan sanal bir kopyası olup kavram olarak oldukça yüksek ve entegre teknolojileri içermektedir. Dijital ikiz fiziksel ve dijital dünya arasındaki köprüdür. “İkiz” konseptinin (veya en azından benzer bir teknolojinin) ilk kullanımı Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi’nin (National Aeronautics and Space Administration, NASA) Apollo 13’ü fırlattığı 1970 yılına dayanmaktadır. NASA, neredeyse Apollo 13’ün tıpa tıp aynı fiziksel modelini oluşturmuştu. Buradaki amaç önceden uzay aracı operasyonunu izleyebilmek, olası riskleri yönetmeye yönelik yaklaşımlar geliştirmek, acil durumlara müdahale yöntemleri belirlemek ve böylece astronotlar daha iyi eğitilebilecek ve korunacaktı. Geliştirilen ikiz o zaman ki uzay çalışmalarına çok büyük katkı sağladı. Ayrıca daha sonraki çalışmalara da uyarlandı. Günümüzde ise ürün geliştirme, tasarım optimizasyonu, performans iyileştirmesi veya tahmine dayalı bakım gibi birçok alanda endüstriyel uygulamaları mevcuttur. Dijital ikiz, ürünün yaşamı ya da işlevsel döngüsünü ve ürünün fonksiyonuna özel davranışların bir kısmını ya da tamamını içerebilir. Dijital ikizlerin sahip olduğu modellerin, bildiğimiz simülasyon modellerinden en büyük farkı dijital ikiz modellerinin gerçek ürün ile arasında sürekli bir bağlantı olmasıdır. Dijital ikizin kaynağı gerçek verilerdir. Bizler günümüz teknolojisinde bu sanallaştırılmış modeli, dijital teknolojinin bizlere sağlamış olduğu kapasite ve performans sınırlarında kullanabilmekteyiz. Gerçek ürün ile canlı bir bağlantıyı gerektiren dijital ikiz kavramı, bağlantı teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte kendisine daha fazla uygulama alanı bulmaya başlamıştır. O nedenle, gelecekte “dijital ikiz” kavramını “sanal ikiz” olarak daha çok duyacağız.
Günümüzde dijital ikiz kavramı uygulamaların türlerine göre sınıflandırılmıştır. Bu sınıflar; bileşen (component), varlık (assets), sistem (system) ve süreç (process) ikizleridir. Bu sınıflandırma dijital ikizin amacı doğrultusunda özelleşmiş bir alt türünün tanımlanmasına da imkân sağlamaktadır. Bileşen ikiz, herhangi bir sistemin tek bir parçasının dijital olarak tanımlanmasıdır. Bir hava aracının içerisindeki motor, bileşen bir ikiz olarak tanımlanabilir. Varlık ikizleri ise daha kapsamlı bir sistem içerisinde etkileşimli çalışan birden fazla bileşenden oluşur. Uçağın motorunun ve yakıt sisteminin etkileşimli çalışması bir varlık ikizi olarak düşünülebilir. Varlık ikizlerinin etkileşimine konu olan tür ise sistem ikizleridir. Detaydan genele doğru gittiğimizde ise en üst seviyede süreç ikizlerini görürüz. Örneğin; bir üretim tesisinde tüm robot, makine ve ekipmanların bir arada çalışması süreç ikizinin bir konusu olarak düşünülebilir. Bütün bu ikizler içerisinde kullanılan modeller de kullanım amaçlarına göre bağlantı seviyeleri açısından çeşitlendirilebilir.
Dijital ikiz uygulamalarının örneklerini hemen hemen tüm sektörlerde görebilmekteyiz. Otomotiv, sağlık hizmetleri, inşaat, enerji ve havacılık bunlardan bazıları olarak sıralanabilir. Özellikle telafisi zor, maliyetli ya da imkânsız olan görevlerde sürecin dijital bir ortamda koşturulması veya simülasyonunun yapılması sektörlerin verimliliği açısından önem teşkil etmektedir. Bir şirketin ürünlerinin ya da süreçlerinin dijital ikizini oluşturmaya yönelik hedefi var ise bu hedefin gerekliliğini çok detaylı olarak analiz etmesi yüksek önem arz etmektedir. Bu hedefin şirketin stratejisi ile paralel olması, çıktısının ölçülebilir olması, ölçülen faydanın en azından beklenen fayda ile eşit olması gereklidir. Aksi durumda yapılan çalışma bir amaca hizmet etmeyecektir. Ayrıca çalışmanın uçtan uca izlenebilir olması, ürün ya da süreç odaklı olması kararlarının da dikkatle verilmesi gereklidir. Bu tip yatırım kararlarında şirketin mevcut bilişim alt yapısı da oldukça önemlidir. Örneğin; Orijinal ekipman üreticisi (Original equipment manufacturer, OEM) olarak üretim yapan bir alt yüklenici firmanın ürün odaklı çalışması yerine süreç odaklı bir dijital ikiz üzerinde çalışması daha uygun olacaktır ve burada gerekli araçları seçerken mevcut alt yapısını da değerlendirmelidir. Diğer yandan, özgün ürünler üreten bir havacılık firmasının da yapıyı tamamen uçtan uca ürün odaklı değerlendirmesi gerekecektir. Bütün bu seçimler ve dijital ikiz çalışmaları, aslında şirketin dijital dönüşüm stratejisinin bir çıktısıdır. Dijital dönüşüm teknolojileri ve uygulamaları arasında son dönemde en popüler olanı da dijital ikizlerdir.
Dijital ikiz konusunda şimdiye kadar yapılmış en çarpıcı çalışmalardan birisi de bir ülkenin dijital ikizinin ortaya çıkarılmasıdır. Dünyadaki teknolojik gelişimlerin sağladığı yeni imkânlar ile lazer tarama özelliğine sahip uçaklar, uydu görüntüleri, son derece gelişmiş bilgisayarlar ve yazılımlar ile değişikliklere bağlı olarak anlık güncellenebilen ve gerçek zamanlı veri sağlayacak şekilde Güneydoğu Asya ülkesi Singapur’un dijital ikizi oluşturuldu. Singapur’un dijital ikizi, sürdürülebilirlik çabalarını geliştirmek ve çevresel sıkıntılara çözüm getirmek için kullanılacaktır. Örneğin; dijital ikizin bina modeli verilerinin, güneş panellerinin konumlarının planlanmasına yardımcı olması gibi. Bu çalışmalar günümüzde farklı şehirleri de kapsayacak şekilde ilerlemektedir. Araştırma kuruluşları tarafından yapılan çalışmalar 2025 yılına kadar 500’den fazla şehrin dijital ikiz teknolojisini benimseyeceğini, 2030 yılına kadar şehir planlamacılarına 280 milyar dolar tasarruf sağlayacağı öngörülmektedir.
Günümüzde dijital ikiz kavramı ürün yaşam döngüsü ile beraber ürün odaklı olarak değerlendirilmektedir. Bu konuda hizmet veren tüm yazılım firmaları dijital ikiz kavramı altında çeşitli çözümler sunmakta olup bu konuda sürekli bir rekabet halindedirler. Dijital ikiz oluşturmak isteyen herhangi bir firma öncelikle sektördeki tüm ürünleri incelemeli, gerekirse denemeli, risk fayda analizini iyi yapmalı ve tüm çözümler için tek bir sağlayıcıya bağımlı hâle gelmemelidir. Dijital ikiz çözümü sunan bir firma süreçler ile ilgili konuda daha iyi çözümler sunarken diğer bir firma ürün odaklı daha verimli çözümler öneriyor olabilir. Diğer yandan çok fazla çeşitliliğe gitmek bakım ve sürdürülebilirlik konusunda sorun olabilmektedir. Bu nedenlerden dolayı çalışılacak her modül üzerinde risk / fayda analizleri ile ilerlenmesi önem arz etmektedir.
Dijital ikiz kavramının en önemli gerekliliklerinden birisi de modellerdir. Modelleme çok farklı bağlılık seviyelerinde ve çok farklı performans kriterlerinde yapılabilir. Model, bir nesnenin ya da fiziksel bir olayın sanal dünyadaki matematiksel karşılığıdır. Burada, dijital ikiz kavramları içerisinde söz edilen model, katı model değil fiziksel modeldir. Dijital ikiz yapıları bu modelleri döndüren, modeller arası etkileşimleri sağlayan, ortamdaki verileri izleyen ve yöneten özelliklere sahip olmalıdır. Bir dijital ikizin sonucunun ne kadar gerçeği yansıttığı, içerisinde koşan modellerin doğruluk oranları ile paraleldir. “Doğrulanmış model” kavramı dijital ikiz ile ilgili akademi dünyasının üzerine yoğun olarak çalıştığı bir kavramdır. Örneğin; ürün odaklı bir dijital ikiz çalışması yapılacaksa, ürünün süreçleri ya da kendine ait alt bileşenleri doğru tanımlanarak, her bir bileşene ait model çalışmaları süreçle birlikte başlatılmalıdır.
Ürün odaklı dijital ikiz çalışmalarında, model üretiminde girdi olarak kullanılan bir diğer yöntem de mümkünse benzer sektörde diğer firmaların çalışmalarını gözlemlemektir. Öncesinde benzer aşamalardan geçmiş aynı sektörde olan firmaların yaşadıkları deneyimler dijital dönüşüm yapacak firmalar için çok önemli bir bilgi ve deneyim kaynağı olacaktır. Dijital ikiz, sektörlerin ürün gamına ve yaptığı işlere göre çok geniş bir karmaşıklık seviyesine sahip olabilir. O nedenle modüler geçişin önemini yeniden vurgulayarak, modül önceliklerinin ürünün yaşam döngüsü süreci ile paralel yapılması, en yüksek fayda getirecek modüllere öncelik verilerek bir sıralama yapılması iki farklı çalışma yaklaşımı olarak düşünülebilir. Ürün yaşam döngüsünde ihtiyaçların belirlenmesi ve kavramsal tasarım ile başlayan bir ürün sürecinde modüllerin ürünün geliştirilme adımlarından başlayarak servis ve ardından ürünün yaşam ömrünün tamamlanması şeklinde bir çalışma anlayışını benimsemiş bir firma için dijital ikiz modüllerin sırasının ürün yaşam döngüsü ile paralel olması uygun olacaktır. Diğer yandan üretim ağırlıklı bir firma, en çok faydayı üretimin dijitalleşmesinden sağlayacağından ilk aşamada üretim alanlarının dijital ikizini oluşturarak daha yüksek bir fayda elde edecektir. Bu tasarımların sonrasında da ilgili modeller belirlenmelidir.
Dijital ikiz kavramına veri bakış açısı ile bakıldığında, veri detaylarında kaybolmadan ihtiyaç ve amaca yönelik olarak bir veri modeli oluşturmak hem bilgi karmaşasını önleyecek hem de dijital ikizin performansını arttıracaktır. Verilerin belirlenmesi de yine ikiz içerisinde koşacak modellerin ihtiyacı ile ilgilidir. Bir diğer önemli konu ise dijital ikizde görsellik ve işlevsellik dengesidir. Ürünü doğru bir şekilde tanımlayan, çeşitli analiz ve simülasyon süreçlerine pratik çözümler getiren işlevsel bir veri modeli ile görselliğin üstün olduğu farklı bir veri modeli karşılaştırılırken risk ve fayda analizi yapmak önemli ve gereklidir.
Dijital ikiz teknolojisinin daha da gelişmesi için dijital ikizlerin doğruluğunu ve performansını artırmak üzere yeni modelleme teknikleri geliştirilebilir, dijital ikizlerin oluşturulmasını kolaylaştıracak ve hızlandıracak yeni araçlar ve yazılımlar üzerine çalışmalar yapılabilir, dijital ikizlerin farklı sektörlerde ve uygulamalarda kullanımının yaygınlaştırılması için eğitimler verilebilir. Önemli olan bu alanda yapılacak çalışmalara hız verilmesi ve desteklenmesidir. Nihayetinde kazanımlar büyük olacaktır.
Dijital ikizler amacına uygun kurgulandıklarında birçok alanda verimliliği, güvenilirliği ve etkinliği arttırma potansiyeline sahiptirler ve tüm sektörlerde karşımıza çıkarlar. Bu teknolojinin daha da geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması birçok sektörde yeniliklere yol açacaktır. Dijital ikizler mevcut süreçleri iyileştirmenin yanı sıra, geleceğe yönelik yapılan tahminler için de kullanılmaktadır. Bir ürünün ne kadar sürede arıza göstereceğinin ya da bir tezgâhın işleme sürecinde tolerans dışına ne zaman çıkacağının bilinmesi, birçok hatayı önleyerek maddi anlamda büyük kazançlar sağlanmasına imkân verebilir. Donanımların sürekli daha hızlı ve verimli çalışması, veri bilimi ve yapay zekâ üzerindeki gelişmeler bizleri her geçen gün daha yeni bir dünyaya doğru götürmektedir. Dijital ikiz, veri ile beslenen bir konsept olduğu için veri alanındaki her gelişme bu kavramı da güçlendirmektedir. Veri oluşturma, veri taşıma, veri depolama, veri işleme, veri izleme teknolojileri ve yazılımları günden güne ilerleme göstermektedir. Bunların tamamı da dijitalleşme içerisinde yer alan konseptlerdir. Bu nedenle dijitalleşme, başlayıp biten bir süreç olarak asla düşünülmemelidir. Yenilikler ve teknolojik ilerleyiş sürekli takip edilmeli, şirketin sektörüne, stratejisine, kabiliyetine, kapasitesine ve verimine uygun olacak şekilde ön görülen sıklıklarda dijital ikizin kendisi ya da altyapısı dengeli bir şekilde güncellenmelidir. Dijital ikizi de içerisinde bulunduran dijitalleşme, şirketin bir kültürü olmalı ve içerisinde mutlaka insanı, insanın konuya dair eğitimini barındırmalıdır. Asla unutulmamalıdır ki kültür değişimi, önce insandan başlar. İnsana yatırım her şeyin üstündedir.
Yazarın Diğer Yazıları
Bu gönderi kategorisi hakkında gerçek zamanlı güncellemeleri doğrudan bildirim almak için tıklayın.
