Building an extensible prototype for a cloud based digital twin platform

Abstract

Løsninger som benytter Digitale tvillinger for strukturell integritetsovervåking og prediktivt vedlikehold er et ungt og lovende emne, og det har vært en økende mengde publikasjoner innenfor det. Det er allikevel kun noen få av disse som er saksstudier, og det er fortsatt en mangel på rimelige løsninger for utvikling av digitale tvillinger på markedet.

Denne oppgaven prøver å legge grunnlaget for en plattform som kan tilby muligheten til å både utvikle og bruke digitale tvillinger som en skyressurs. Dette gjøres ved å utvikle og dokumentere en utvidbar prototype fra nøye valgt teknologi. Prototypen utviklet i denne avhandlingen, kalt Tvilling Digital, er ment å være en stabil og utvidbar plattform som kan bygges på i senere oppgaver. Den bruker et selvutviklet system, kalt blueprint-systemet, for å muliggjøre enkle tillegg av tilpassede filtre, analyseverktøy, løsere og andre verktøy som tar imot data og returnerer resultater. Støtte for Functional Mock-up Unit og noen enkle filtrerings- og spektralanalyseværktøy har blitt lagt til gjennom dette systemet i løpet av prosjektet.

I tillegg til valg av verktøy og utvikling av prototypen, vil denne oppgaven også diskutere hvordan prototypen kan videreutvikles for å oppnå en fullverdig løsning.

Digital twin solutions for structural integrity monitoring and predictive maintenance is a young and promising field, and there has been an increasing amount of publications on it. There is still much to be desired when it comes to case-studies though, and affordable offerings for Digital Twin development are currently lacking.

This thesis aims to lay the groundwork for a platform that could serve the ability to both develop and use Digital Twins as a cloud computing resource. This is done by developing and documenting an extensible prototype from a carefully chosen technology stack. The prototype developed in this thesis, named Tvilling Digital, is meant to be a stable and extendable platform that can be built upon in later theses. It uses a self-developed system, named the blueprint system, to enable easy additions of custom filters, analyzers, solvers, and any other tool that takes inputs and returns results. Support for Functional Mock-up Units and some simple filtering and spectral analysis tools has been added through this blueprint system during the project.

In addition to the choice of tools and the development of the prototype, this thesis will also discuss how the prototype can be further developed to achieve a full-fledged solution.