Je kunt digitale tweelingen gebruiken om overzicht te krijgen van een situatie, maar ook om ontwikkelingen te voorspellen, simuleren en om scenario’s af te spelen. Voor die dynamische functionaliteit, worden vaak rekenmodellen toegepast.
Het maken van simulaties en scenario's is veelal maatwerk. Daarbij is niet altijd helder wèlke data zijn gebruikt en hòe deze precies zijn verwerkt. Om te kijken of het mogelijk is om rekenmodellen herbruikbaar te maken en de uitkomsten meer vergelijkbaar, verkennen we welke standaarden hiervoor bestaan en wat er nodig is om herbruikbare modellen praktisch mogelijk te maken. Over deze 'interoperabiliteit' van rekenmodellen hebben we nu gesproken met TNO, Wageningen University, Netherlands eScience Center, Deltares, Neelen en Schuurmans, Tygron, Planbureau voor de Leefomgeving, ObjectVision, RIVM, KNAW-NIOZ, en Rijkswaterstaat.
De uitkomsten zijn vastgelegd in een rapport. In de verkenning is gekeken naar interoperabiliteit van rekenmodellen in digitale tweelingen vanuit juridisch, organisatorisch, semantische en technisch perspectief. Daarbij doet het rapport aanbevelingen voor een verdere bijdrage aan de interoperabiliteit van rekenmodellen binnen de context van digitale tweelingen die worden toegepast in de fysieke leefomgeving.
Wat zijn de belangrijkste bevindingen?
- Om de effectiviteit van digitale tweelingen te vergroten, moeten rekenmodellen uitwisselbaar zijn en goed kunnen samenwerken. Dit kan alleen door gebruik te maken van gestandaardiseerde interfaces en protocollen die alle aspecten van interoperabiliteit dekken, zowel de juridische, organisatorische, semantische en technische, als de gebruiksaspecten. Interoperabiliteit is essentieel voor het succes van digitale tweelingen;
- Standaardisatie is van belang om modellen beter te laten samenwerken, maar betekent niet dat gestreefd moet worden naar universele modellen die voor heel uiteenlopende toepassingen kunnen worden ingezet.
- Samenwerken en kennisdeling is cruciaal voor de succesvolle integratie van rekenmodellen in digitale tweelingen. Dit vereist nauwe samenwerking tussen overheden, kennisinstellingen en de private sector. Er moeten bijvoorbeeld afspraken worden gemaakt over kwaliteitsborging en gebruik van rekenmodellen en over verdienmodellen. Daarnaast is behoeft aan een nationale strategie en een organisatorische infrastructuur;
- Rekenmodellen worden niet altijd gebruikt waarvoor ze bedoeld zijn en niet altijd gevalideerd voordat ze worden gebruikt. Kwaliteitskaders en audits zijn nodig om betrouwbaarheid te waarborgen. Er is behoefte aan kwaliteitskaders om te bepalen wanneer een model geschikt is voor een bepaald gebruik. Dit vergt duidelijk zicht op fit-for-purpose en vastlegging van kwaliteit en betrouwbaarheid in relatie tot de voorgenomen toepassing (validatie en certificering).
- Het Handboek Good Modelling Practice biedt richtlijnen voor transparantie, reproduceerbaarheid en validatie, wat de acceptatie van modelresultaten vergroot. Aanbevolen wordt een kwaliteitskader te introduceren, een modellenregister te verkennen, licentievoorwaarden op te stellen en audits uit te voeren. Deze maatregelen bevorderen transparantie, hergebruik en wetenschappelijke vooruitgang van rekenmodellen;
- Open communicatie over modelwerking, kwaliteitsaspecten en toepassingsdomein kan bijdragen aan bredere acceptatie van modelgebaseerde uitkomsten bij beleidsmakers, burgers en andere belanghebbenden. Complexiteit staat op gespannen voet met transparantie en inzicht in correcte toepassingen. Het ideale model is zo complex als nodig is en zo simpel als mogelijk is.
- In tegenstelling tot geodata, waarvoor inmiddels gestandaardiseerde richtlijnen en handreikingen bestaan, zijn voor de ontsluiting van rekenmodellen in digitale tweelingen nog geen uniforme afspraken gemaakt. Dit is begrijpelijk gezien het veel complexere karakter van modellen, maar beperkt de mogelijkheden tot koppeling en hergebruik. Er zijn nu enkele toepassingen en testbeds waarin standaarden voor rekenmodellen worden toegepast, zoals de Basic Modelling Interface en OGC API Processes. Deze kunnen helpen bij het verbinden van verschillende rekenmodellen en het faciliteren van data-uitwisseling met en tussen rekenmodellen. Dit is een belangrijke uitdaging die moet worden aangepakt om digitale tweelingen in Nederland verder te ontwikkelen en hun impact te vergroten;
- Het bevorderen van modulaire en herbruikbare ontwerpprincipes maakt het mogelijk om rekenmodellen flexibel te integreren en te hergebruiken binnen verschillende digitale tweelingen. Dit bevordert de schaalbaarheid en het hergebruik van bestaande rekenmodellen en helpt de kosten en tijdsinzet te verminderen voor de ontwikkeling en het implementeren van nieuwe toepassingen. De referentie architectuur NLDT die nu in ontwikkeling is, geeft een eerste aanzet voor implementatie hiervan in de praktijk;
- High-performance computing vindt steeds meer toepassing in digitale tweelingen, waarbij GPU's en multi-threaded computing complexe simulaties versnellen. AI-algoritmen worden ingezet voor simulaties, modelvalidatie en het optimaliseren van bestaande modellen. Voor een effectieve implementatie wordt aanbevolen aandacht te geven aan workflow management, AI-toepassingen en samenwerking met het Digilab Toegepaste Kennis.
- Een nauwe samenwerking tussen overheden, onderzoeksinstituten en private bedrijven is essentieel voor het creëren van een digitaal ecosysteem waarin rekenmodellen effectief kunnen worden gedeeld en hergebruikt. Ook het versterken van de samenwerking tussen belanghebbenden bij gebruik van rekenmodellen en digitale tweelingen wordt aanbevolen. DMI en het nationale programma Digitale Tweelingen vanuit Zicht op Nederland geven een eerste aanzet als belangrijke samenwerking voor het realiseren van interoperabiliteit en de gedeelde infrastructuur tussen verschillende digitale tweelingen. Dat kan de weg verder vrijmaken voor een breder gebruik van digitale tweelingen
Bekijk de Verkenning interoperabiliteit van rekenmodellen en digitale tweelingen (NL versie)
