Dijital İkizler ve Simülasyonlar: Limanlarda İş Süreçlerini ve Operasyonları Dönüştürmek

Endüstri 4.0 çağında, işletmeler daha akıllı ve daha verimli hale gelmek için yeni teknolojilere yöneliyorlar. Bu teknolojilerden ikisi, dijital ikizler ve simülasyonlar, iş süreçlerini radikal bir şekilde değiştirebilecek güçlü araçlar olarak öne çıkıyor. Bu makalede, dijital ikizlerin ve simülasyonların ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve iş dünyasında nasıl kullanıldığını ve özellikle limanlarda nasıl kullanılacağını ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.

Dijital ikiz, herhangi bir nesnenin, cihazın, hizmetin fiziksel olarak yapılmadan, (örneğin, bir şehir, bir ürün, bir makine veya bir liman operasyonu) dijital ortamda bire bir kopyasının oluşturulmasıdır.

Dijital ikizler, sensörler, IoT’ler (Nesnelerin İnterneti) ve diğer veri kaynakları aracılığıyla gerçek dünya verilerini, gerçek zamanlı kullanarak güncelleyebilirler. Bu veriler, dijital ikizlerin gerçek dünyayı yansıtmasını sağlar. Dijital ikiz tarafından analiz edilen veriler, olası sonuçlar ortaya çıkar ve maliyet kaybı yaşamadan risk almadan ve olası diğer sorunlar gerçekleşmeden önlem alınmasını sağlar.

Dijital ikizlerin en önemli özelliklerinden biri de dinamik yapıda olmasıdır; gerçek zamanlı bilgiler değiştikçe dijital ikizlerde de değişimler gözlenir ki; bu da anlık değişimler nedeniyle ortaya çıkacak olası sonuçların analizinde önemli avantajlar sağlar.

Dijital İkizlerin belli başlı kullanım alanları;

Üretim: Üretim tesislerinde dijital ikizler, üretim hattının verimliliğini artırmak için kullanılır. Gerçek zamanlı verilerle, üretim süreçleri optimize edilebilir ve ürün kalitesi artırılabilir.

Enerji: Enerji santralleri ve ağları, dijital ikizler aracılığıyla daha iyi yönetilebilir. Bu, enerji verimliliğini artırabilir ve arızalar önceden tahmin edilebilir.

Sağlık Hizmetleri: Sağlık sektöründe, hasta verileri üzerinden dijital ikizler oluşturularak, hastaların tedavi edilmesi ve sağlık hizmetlerinin iyileştirilmesi için kullanılır.

Şehir Planlaması: Şehirler, trafik akışı, enerji kullanımı ve afet yönetimi gibi karmaşık sistemleri simüle etmek için dijital ikizler kullanabilirler. Bu, şehirlerin daha sürdürülebilir ve güvenli hale gelmesine yardımcı olabilir.

Bunların dışında, özellikle havacılık savunma sanayi otomotiv ve taşımacılık gibi sektörlerde verimliliği artırmak ve riskleri azaltmak amacıyla birçok uygulama geliştirilmeye başlanmış ve hızla devam etmektedir.

Dijital ikiz teknolojisi, en önemli Dördüncü Sanayi Devrimi teknolojilerinden biridir. Sensörler, IoT ve büyük veri analitiği gibi teknolojilerin büyümesine paralel olarak, dijital ikiz teknolojisi de hızla ilerlemektedir. Bu büyümenin en önemli sebepleri, artan rekabet koşullarında düşük maliyete olan yönelim, optimize edilmiş ve verimliliği yüksek operasyonlar ve mal ve hizmetin piyasaya sürülme hızıdır. Bu nedenler dijital ikiz teknolojine yapılan yatırımların küresel pazarda etkisini artırmaktadır.

Grand View Research Inc. tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, küresel  dijital ikiz pazar büyüklüğünün 2030 yılına kadar 155,84 milyar ABD dolarına ulaşması ve 2023’ten 2030’a kadar %37,5’lik bir Bileşik Büyüme Oranı kaydetmesi öngörülmektedir.

https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-digital-twin-market

Dijital ikizler, gerçek dünya nesnelerini veya hizmetlerini simüle etmek için de kullanılır. Simülasyonlar, gerçek dünyadaki karmaşık sistemleri modellemek ve analiz etmek için tasarlanmıştır. Bu sayede, gerçek dünyadaki durumları anlamak ve iyileştirmek tüm olası riskleri de bertaraf etmek daha kolay olur.

Simülasyonların temel unsurları, modeller, veriler, veri kriterleri, analiz ve optimizasyondur.

Modeller, gerçek dünyandaki nesneler süreçleri ve sistemleri temsil eder.

Veriler ve veri kriterleri gerçek zamanlı veriler veya olası veriler kullanılarak, simülasyonun sonucunda gerçekleşmesi olası sonuçların üretilmesi sağlanır.

Analiz ve optimizasyon ile simülasyon sonucu ortaya çıkan sonuç değerlendirilir ve en optimal sonuç seçilerek doğru ve gerçek zamanlı karar destek sistemlerinin oluşturulması sağlanmaktadır.

2021’de mal ve hizmetlerin dünya ticareti, 2020’ye göre %24 artışla 27,3 trilyon Amerikan Doları olarak gerçekleşti. Yine 2021 verilerine göre ticaret hacmi 1,37 trilyon Amerikan doları olan taşımacılık sektörü ve 1,5 milyondan fazla insana doğrudan istihdam sağlayan gemi taşımacılığı dünyada ticaretinde çok önemli bir rol oynamaktadır.  (https://www.wto.org/english/res_e/booksp_e/wtsr_2022_c2_e.pdf)

Küresel ticaretin ana arterlerinden biri olan limanlar, karmaşık operasyonlarla yönetilirler. Dijital ikiz ve simülasyon teknolojileri, liman işletmelerine operasyonlarını daha verimli, güvenli ve çevreci hale getirme fırsatı sunuyor.

Dijital ikiz teknolojisi ile, limanlardaki gemiler, vinçler, araçlar ekipmanlar konteynerler ve diğer yükler gibi fiziksel varlıkların sanal yansımalarını 3 boyutlu olarak oluşturulur. Bu modellere liman kapıları depolama alanları sahalar CFS alanları gibi diğer birimlerde eklenerek limanın fiziksel birimlerinin tümü dijital platforma taşınır. Hava ve rüzgar durumu, IoT ve sensörlerden ve 3.partilerden alınan veriler dijital ikizde izlenebilir.  Dijital ikize sahip bir liman, dünyanın neresinde olursa olsun limanını gerçek ölçekli ve gerçek zamanlı takip edebilir.

Simülasyon algoritmaları ile desteklenen dijital ikizler operasyonel süreçlerini gerçekleştirmeden geçmiş ve gerçek zamanlı verilerini kullanarak olası operasyonel süreçlerini oluşturabilir.

Dijital ikizler ve simülasyon teknolojileri, liman işletmelerine riskleri azaltma, operasyonlarını optimize etme ve geleceğe hazırlıklı olma fırsatı sunuyorlar. Bu teknolojiler, liman endüstrisindeki dönüşümün önemli bir parçasıdır ve daha verimli, güvenli ve çevreci limanlar için anahtar bir rol oynayacaktır.

Dijital ikiz ve simülasyon teknolojisi kullanan bir liman;

Risklerini azaltır: Potansiyel tehlikeler önceden belirlenebileceği için iş güvenliği sağlanmış olur. Aynı zamanda limandaki mal ve ekipman gibi fiziksel varlıklar içinde kaza bozulma gibi riskler azalır.

Operasyon performansı artar. Operasyonlar simüle edildiğinde, olası operasyonel sıkışıklıklar da önceden ön görülerek optimize edilir.

Kapasite ve saha planlaması sağlanır. Var olan verilerle veya tahmini verilerle kapasite değişimleri önceden ön görülerek optimal planlama sağlanır.

Trafik yönetimi. Saha içi trafik birçok limanın her gün karşılaştığı en önemli sorunlardan biridir. Dijital ikiz ve simülasyon algoritmaları olası trafik sıkışıklıklarını önceden tahmin ederek, önlem alınmasını sağlar.

Maliyet kontrolü: Sensor IoT veya 3.parti birimlerden gelen gerçek zamanlı verilerle oluşan dijital ikiz teknolojisi limanların, olası birimlerdeki maliyetlerinin önceden bilinmesine olanak sağlar. Böylece liman sarfiyatlarını veya yatırım kararlarını doğru şekilde alır.

Operasyonel maliyet ve performans ilişkisi: Liman operasyonları sırasında oluşan maliyet ve performans ilişkisi yine dijital ikiz teknolojisinde kolayca görüntülenebilir. Bir operasyonun hangi ekipmanlarla ve ekiple ne kadar zaman süreceği maliyetinin ne olacağı veya veri kriterleri değiştirildiğinde oluşabilecek yeni sonuçlar, yöneticilerin karar vermesini olanak sağlar.

Çevresel Sürdürülebilirlik: Dijital ikizler, enerji verimliliği ve çevresel etkileri simüle ederek limanların sürdürülebilirliğini artırabilirler. Sensörlerden ve diğer cihazlardan gelen yakıt tüketimi, karbon salınımı gibi gerçek zamanlı veri analizleri ile en verimli ve en çevre dostu olası sonuçlar simüle edilerek uygulanabilir.