De Einstein Telescope wordt (hopelijk) het meest precieze meetinstrument ooit, diep onder de Limburgse grond. Maar hoe houden we dit miljardenproject 250 meter onder het oppervlak in topconditie? In deze minor leer je hoe je met Digital Twins de operatie van de toekomst aanstuurt. Bouw virtuele kopieën die real-time sensordata analyseren, onderhoud voorspellen en scenario’s testen zonder de metingen te verstoren.

De minor Digital Twins brengt engineering, data science en simulatietechnologie samen. Een Digital Twin is veel meer dan een (3D)model; het is een levende, digitale kopie van een fysiek object, ruimte of proces die real-time reageert op veranderingen in de werkelijkheid. Deze minor bereidt STEM-studenten voor op de toekomst van product lifecycle management en system engineering.

De inhoud is opgebouwd uit de volgende bouwstenen:

1. Architectuur van de Digital Twin. We verkennen de fundamenten: hoe verbind je de fysieke wereld met de digitale wereld? Je leert over de digital thread en de noodzakelijke lagen van connectiviteit (IoT), dataverwerking en visualisatie. We kijken naar verschillende typen twins: van een enkel onderdeel (component twin) tot volledige fabrieksprocessen of steden (system twin).

2. Data-acquisitie & Connectiviteit. Zonder data is er geen Digital Twin. Je leert hoe je sensoren configureert en data ontsluit via protocollen zoals MQTT en OPC UA. De focus ligt op het creëren van een betrouwbare, real-time dataverbinding tussen het fysieke object en zijn digitale tegenhanger, inclusief de uitdagingen rondom data-latency en synchronisatie.

3. Modeling & Simulation. Dit is het hart van de minor. Je combineert Physics-based models (gebaseerd op natuurkundige wetten en formules) met Data-driven models (gebaseerd op machine learning). Je leert simulatiesoftware te gebruiken om het gedrag van systemen te voorspellen onder verschillende omstandigheden. Hoe reageert een constructie op extreme hitte? Hoe verandert de output van een chemisch proces bij een andere instroom?

4. AI en Predictive Analytics in Twins. Je integreert AI-algoritmes in de Digital Twin om patronen te herkennen en toekomstig onderhoud te voorspellen (Predictive Maintenance). De Twin wordt gebruikt als testomgeving voor AI: je traint modellen in de virtuele wereld voordat je ze toepast op de fysieke machine.

5. Visualisatie & Besluitvorming. Data moet leiden tot inzicht. Je leert hoe je de status van een Digital Twin visualiseert via dashboards of Augmented Reality (AR). Je ontdekt hoe Digital Twins fungeren als een 'beslissingsondersteunend systeem' voor operators en ingenieurs, waardoor zij complexe scenario's kunnen testen zonder risico's voor de echte installatie.

Praktijkproject: "Build your Twin" In teams werk je aan een concreet vraagstuk. Dit kan variëren van een Digital Twin van een windturbine voor energie-optimalisatie, tot een virtuele kopie van een logistiek systeem of een medisch apparaat. Je bouwt het volledige traject: van sensor tot voorspellend model.

Na afronding van de minor Digital Twins is de student in staat om:

• De conceptuele architectuur van een Digital Twin (fysiek object, virtuele representatie en dataverbinding) te ontwerpen en te analyseren.
• Real-time sensor- en IoT-data te integreren met virtuele modellen voor continue synchronisatie.
• Fysische simulatiemodellen en data-gedreven modellen (AI) te combineren om het gedrag van systemen te voorspellen.
• Digital Twins in te zetten voor 'What-if' scenario-analyses en procesoptimalisatie binnen een technische context.
• Gebruik te maken van standaarden voor interoperabiliteit om data uit verschillende bronnen te koppelen binnen een virtueel ecosysteem.
• De meerwaarde van Digital Twins te evalueren voor de gehele levenscyclus van een product of systeem, van ontwerp tot onderhoud en recycling.
• Een functioneel prototype van een Digital Twin te ontwikkelen voor een specifiek vraagstuk.

Doelgroep: domein Techniek

Vereiste voorkennis: wiskunde B (vwo-niveau), programmeren, Hardware Interfacing en embedded systems

De contacttijden zijn verspreid over de hele week overdag: 10 à 15 uur per week.

De minor kent de volgende onderwijsvormen: hoor-, discussie- en werkcolleges en een doorlopend project.

Aanwezigheid is vereist tijdens beoordelingsmomenten en samenwerking in projectgroep

De student toont levert prestaties op basis van vastgelegde prestatie-indicatoren, 15 EC: werkhouding (gedrag), beroepsproducten (kunde) en schriftelijke toets (kennis)

Locatie waar de minor gegeven wordt: Maastricht Paul-Henri Spaaklaan en Heerlen Brightlands Campus

De voertaal is Nederlands en Engels (vanwege buitenlandse deelnemers/Engelstalige docenten)