Kritisk infrastruktur som kärnreaktorer, elanläggningar, gasresurser, transportsystem, vattenförsörjningssystem eller kommunikationer är grundläggande för det moderna samhället och avgörande för att säkerställa livet i städer. Deras ökande komplexitet och sammankoppling gör dem dock sårbara för olika hot, inklusive cyberattacker, naturkatastrofer och driftsfel. Att säkerställa deras säkerhet, motståndskraft och kontinuerliga drift är avgörande för ekonomisk stabilitet, allmän säkerhet och kontinuerlig leverans av viktiga tjänster.
Konceptet med en digital tvilling innebär att skapa en dynamisk, virtuell replika av ett fysiskt system eller en tillgång, vilket möjliggör realtidsövervakning, simulering och prediktiv analys. Genom att spegla den fysiska enheten underlättar DT:er prediktivt underhåll, prestandaoptimering och förbättrar användarnas beslutsfattande. De fungerar som en brygga mellan de fysiska och digitala områdena, vilket möjliggör förbättrad interaktion och kontroll över komplexa system.
En strukturerad metod för att integrera DT:er i infrastrukturhantering fokuserar på motståndskraft, definierad som ett systems förmåga att absorbera störningar, reagera effektivt, lära av tidigare händelser och förutse framtida hot. De viktigaste bidragen från den digitala tvillingen till motståndskraft inkluderar:
- Förutseende: DT:er möjliggör prediktiv analys, vilket gör det möjligt för operatörer att förutse potentiella fel och vidta förebyggande åtgärder.
- Absorption: Realtidsövervakning och simulering hjälper till att mildra de omedelbara effekterna av störningar.
- Återhämtning: DT:er stöder effektivt beslutsfattande under krishantering, vilket säkerställer snabbare återhämtning från misslyckanden.
- Lärande och anpassning: Analys av historisk data möjliggör kontinuerlig förbättring och anpassning till föränderliga hot.
- Säkerhetsförbättring: DT:er tillhandahåller realtidsövervakning och avvikelsedetektering, vilket stärker cybersäkerhetsåtgärderna.
Digitala tvillingar kan också kombineras med olika tekniker för att förbättra deras kapacitet, vilket gör dem interoperabla genom att uppnå och använda realtidsdata för att stödja interaktionen:
- Sakernas internet: Sensorer samlar in realtidsdata från fysiska tillgångar och matar in i databehandlingssystemet för analys och övervakning.
- Artificiell intelligens: AI-algoritmer bearbetar data inom DT för att förutsäga resultat och optimera prestanda.
- Utökad verklighet: denna teknik ger uppslukande interaktioner med DT, vilket förbättrar utbildning och operativ planering.
Digital Twin-teknik är ett transformerande verktyg för att säkerställa motståndskraft, säkerhet och effektivitet i kritisk infrastruktur. Genom att möjliggöra realtidsinsikter, prediktiv analys och en bättre beslutsprocess ger digitala tvillingar infrastrukturförvaltare möjlighet att förutse, absorbera och återhämta sig från störningar effektivt. Deras förmåga att integreras med annan avancerad teknik gör dem till ett utmärkt verktyg inom modern infrastrukturhantering. Införandet av digitala tvillingar inom olika sektorer kan leda till mer robusta och anpassningsbara system, vilket säkerställer kontinuerlig leverans av viktiga tjänster i en alltmer komplex och osäker miljö.
I Digital Twin-projektet tillhandahåller vi utbildning för att möta dessa utmaningar och förbättra effektiviteten och motståndskraften i verksamheten genom att utbilda den personal som kommer att arbeta med den kritiska infrastrukturen.
Brucherseifer, E., Winter, H., Mentges, A., Mühlhäuser, M. & Hellmann, M. (2021). Digitala tvillingars konceptuella ramverk för att förbättra motståndskraften hos kritisk infrastruktur. vid – Automatiseringsteknik, 69(12), 1062-1080. https://doi.org/10.1515/auto-2021-0104Lampropoulos, G., Larrucea, X., & Colomo-Palacios, R. (2024). Digitala tvillingar i kritisk infrastruktur. Information, 15(8), 454. https://doi.org/10.3390/info15080454
