Vleugels geven aan je innovatiekracht: Het gebruik van digital twins voor een integrale visie op innovatie

In deze blog laten we zien hoe je innoveren kunt leren en effectief kunt inbedden in je organisatie. Dit illustreren we aan de hand van onze werkzaamheden bij luchthaven Schiphol. Ten eerste staan we stil bij de manier waarop je vanuit een gemeenschappelijke visie toe kan werken naar een integraal portfolio van innovaties, waarin alle business units vertegenwoordigd zijn. Ten tweede bij een belangrijk onderdeel hiervan, de aandacht voor de samensmelting van de fysieke en digitale wereld (digital twin). Ten slotte lichten we toe hoe je de integraliteit en compleetheid van innovaties kunt (waar)borgen.

Luchthaven Schiphol in perspectief

Schiphol heeft de ambitie om in 2050 de meest duurzame en hoogwaardige luchthaven ter wereld te creëren. Een mooie stip aan de horizon. Daar is innovatie voor nodig. Maar hoe breng je dat effectief tot uitvoering? Wie wel eens gevlogen heeft vanaf Schiphol zal het herkennen: de luchthaven is uitgerust met duizenden assets. Denk hierbij eens aan de verscheidenheid aan infrastructuur (terminal, pieren, kantoren, start- en landingsterrein), toegangspoorten, securitycontroles, camera’s, WiFi antennes tot aan baanverlichting en luchtbehandelingskasten. Met al deze assets probeert Schiphol haar passagiers, luchtvaartmaatschappijen en andere stakeholders 24/7 zo effectief mogelijk te bedienen. Vanuit het perspectief dat slimme IT-oplossingen onmisbaar zijn, rijst de vraag hoe de fysieke wereld van Schiphol nog efficiënter gecombineerd kan worden met de digitale wereld die daarachter schuilgaat. Hier ontstaat het domein van de digital twin.

Integrale visievorming: Digitaal transformeren en innoveren in een fysieke wereld

Ondanks de coronapandemie, die forse impact heeft op de hele luchtvaartsector, geeft Schiphol voorrang aan veiligheids- en hygiënemaatregelen en blijft de luchthaven investeren in onderhoud, veiligheid, duurzaamheid, kwaliteit van de dienstverlening en innovatie. De inzet van data en passende digitale dienstverlening zijn hard nodig om de passagier van vandaag én morgen optimaal te bedienen. Maar hoe gaat dat samen met de fysieke assets waar Schiphol regie over voert? Hoe kunnen die assets worden ingezet om werelds’ meest hoogwaardige luchthaven te worden? En hoe kan de luchthaven, bijvoorbeeld met slimme toepassingen, beter inspelen op te verwachte druktes?

Om richting te geven aan bovengenoemde ambities van Schiphol is de IT afdeling begonnen met het opstellen van zogenaamde innovatiedocumenten. Niet vanuit een technology push, maar om innovatieve behoeften en ideeën vanuit diverse stakeholders op te halen en te bundelen tot een duidelijk visiedocument. Onder andere innovatiemanagers, service owners, securitydeskundigen, functioneel beheerders en bouwkundige partijen werden bij elkaar gebracht. Hiermee startte de vorming van een breed gedragen en gemeenschappelijke visie over de luchthaven van de toekomst.

Innovatiedocumenten als instrument
De documenten bundelen de innovatieve behoeften van stakeholders gebaseerd op een fysiek gebied op Schiphol. Zo is er een document voor de luchtzijdige processen (check-in, transfer, security controle, boarding, vliegtuigafhandeling) en voor landzijdige processen. Denk bij deze laatste aan de bereikbaarheid van Schiphol middels openbaar vervoer, maar ook parkeergarages en de voorrijwegen. Een belangrijk aandachtspunt aan de landzijdige kant van Schiphol is hoe de congestie in en rond het Schipholgebied zoveel mogelijk kan worden voorkomen. Om een beter beeld te krijgen wat de impact van de innovaties is op het bestaande IT-landschap, is eerst het IT-landschap op een begrijpelijke manier in kaart gebracht. Onderstaande afbeelding is daar een voorbeeld van.

Bovenstaande plaat toont het landzijdige proces waarin passagiers en bezoekers worden gefaciliteerd per auto en openbaar vervoer. Dit wordt op Schiphol gevat onder de term

‘Faciliteren voor- en natransport’. Vervolgens is deze opgebouwd uit de volgende lagen:

  • Het proces is opgedeeld in sub- of werkprocessen. Dit zijn de gele blokken.
  • Vervolgens zijn hier de fysieke assets op geplot. Dit zijn de vierkante blokjes (in verschillende kleuren) met icoon of afbeelding. Deze assets zorgen ervoor dat de (sub)processen ook daadwerkelijk uitgevoerd kunnen worden. Een voorbeeld zijn de schermen bij de bushaltes waarop de reiziger kan zien wanneer de bus vertrekt.
  • De ‘monitoring & control’ systemen zijn vervolgens geplot in het donker oranje blok, boven in de plaat. Deze achterliggende systemen zijn nodig om de fysieke assets te laten functioneren. In dit voorbeeld is het van belang dat de juiste informatie op de bushalteschermen wordt geladen. Zonder de monitoring systemen zullen de fysieke systemen in de onderste laag nooit goed functioneren.
  • De groene pijlen tussen de blokjes laten zien dat er informatie uitwisseling plaatsvindt tussen de monitoring systemen en fysieke assets.

Hiermee wordt de huidige situatie (IST) in kaart gebracht. Vanuit een goede basissituatie worden vervolgens de nieuwe innovatieve ideeën (SOLL) uit de workshops ‘gemapt’ op het IT-landschap. De tijdslijn waarin de nieuwe innovaties worden uitgerold is aangegeven met verschillende kleuren, namelijk: 2021 (paars), 2022 (groen) en 2023 en verder (rood). Er ontstaat prioritering, verduidelijking en een verdere basis voor de uitrol. De innovaties worden tevens in samenhang met elkaar bedacht en ontwikkeld.

De vernieuwende kracht van digital twins
Op deze plaat laten we zien dat de fysieke en digitale wereld onlosmakelijk aan elkaar verbonden zijn. Het bushaltescherm heeft zonder relevante content geen waarde voor een passagier of bezoeker. Terwijl het fysieke scherm en het verzorgen van actuele content vaak volledig gescheiden werelden zijn. Deze gedachte is als middel gebruikt om innovaties te kanaliseren, business en IT te overbruggen en stakeholders bij elkaar te brengen. Uiteindelijk leiden deze exercities tot slimme nieuwe oplossingen. Waarbij nu  al zeker gesteld kan worden dat dit ook goed in de IT-organisatie ingebed en beheerd kan worden. Een van de nieuwe innovatieve toepassingen is die van ‘Smart Roads’ (zie afbeelding ‘Flow Radars’ en een ‘Flow Management System’). Door middel van sensoren, radars en slimme camera’s is het mogelijk om de drukte op wegen te monitoren. Deze informatie wordt gebruikt om verkeer snel te kunnen omleiden via digitale verkeersborden indien nodig. Daarnaast is deze informatie ook voor de dagelijkse operatie interessant.

Tot zover een innovatie die, mits goed geïmplementeerd, veel waarde kan opleveren. Met het gedachtegoed van digital twins kunnen we nog een stap verder zetten. Een digital twin is een digitale of virtuele kopie van een fysiek asset of product [1]. Door de fysieke en digitale kopie op een juiste manier bij elkaar te brengen zullen ze elkaar op  natuurlijke wijze  versterken. In het geval van de smart roads kunnen we de gemonitorde verkeersstromen vertalen naar dashboards in de virtuele wereld, om vervolgens te voorspellen wat er gaat gebeuren. Daarop kan Schiphol in de fysieke wereld inspelen (bijvoorbeeld door verkeer vroegtijdig om te leiden) om congestie niet te laten ontstaan. Daarnaast kan deze voorspellende informatie over drukte op de wegen leiden tot acties elders op de luchthaven. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het openen van extra check-in balies in de terminal, inzet van crowd-control bij de Kiss & Ride strook of de inrichting van parkeergarages.

Naast deze innovatieve ontwikkelingen wordt er op Schiphol op grote schaal gewerkt aan grootschalige bouwprojecten. Deze bouwprojecten worden door bouwkundig architecten voorbereid in 3D BIM modellen. Door de digitale innovatieve wereld samen te voegen in dergelijke BIM modellen creëren weer we meer en meer business waarde. Sturen op de operatie op basis van real time ‘geprognotiseerde’ integrale informatiestromen die in de digital twin wereld direct zichtbaar zijn. Een wereld waar Schiphol grote stappen in gaat zetten.

Focus op samenhang

Onze boodschap  zit niet zozeer in het bedenken van nieuwe oplossingen. Maar meer in de vraag hoe je succesvol kan bouwen aan een integrale visie. En hoe je deze vervolgens kan vertalen naar een set van innovaties waarvan zichtbaar is dat ze bijdragen aan die integrale visie. Het meenemen van alle aspecten en invalshoeken van innovaties zijn hierin zeer belangrijk.

In de gezamenlijke vertaling van de visie naar een set van innovatieve oplossingen is expliciet en impliciet gebruik gemaakt van het Novius Business Transformation Framework (BTF). Het BTF helpt om een visie en strategie daadwerkelijk tot uitvoer te brengen. In dit geval om vanuit de visie naar een set aan innovatieve oplossingen te komen. Zie hieronder het BTF voor een impressie.

In dit model wordt begonnen met de visie en strategie. Wat wil de organisatie echt bereiken? Vervolgens wordt de strategie een stap concreter door het definiëren van doelstellingen. De uitgangspunten en architecturen zijn vervolgens fundamentele richtinggevende tussenstappen om te komen tot een set aan innovaties. Deze innovaties worden vervolgens ‘gechallenged’ aan de visie, strategie en doelstellingen. De te realiseren innovaties worden tot slot gebundeld in een veranderportfolio. Met deze stappen wordt de verticale integratie geborgd.

Hoe wordt er voor gezorgd dat een innovatie niet alleen bijdraagt aan een betere passagiersbeleving, maar ook opgenomen wordt in de bedrijfsprocessen en de juiste ondersteuning krijgt vanuit de juiste fysieke assets en IT-systemen? Daarbij mag de (IT) infrastructuur achter de assets niet vergeten worden. Deze aspecten komen terug in de vier gekleurde kolommen uit de afbeelding hierboven. Laat er voldoende oog zijn voor al deze vier aspecten. Wanneer je dit niet doet, bedreigt dit het succes van de realisatie. Als voorbeeld de IT systemen (derde kolom) die onvoldoende effectief zijn in het bieden van een optimale passagiersbeleving (eerste kolom). Of goed werkende IT systemen en fysieke assets die niet goed zijn opgenomen in de bedrijfsprocessen (tweede kolom) en daarmee niet goed worden ingezet. En zelfs als de zaken in de eerste drie kolommen goed zijn geregeld, dan zijn we er nog niet. Als de innovatie fysiek niet kan worden aangesloten (bekabeling) of de oplossing komt niet door de IT security eisen heen (vierde kolom), dan gaat het feestje nog steeds niet door. Met andere woorden: De verschillende disciplines en perspectieven in de organisatie zijn onmisbaar. Met deze denkwijze wordt de horizontale integratie geborgd.

Tot Slot – Take Aways

We willen afsluiten met de volgende tips om innovaties in jouw organisatie goed in te bedden:

  • Ga na of er een overkoepelende strategie is die je kunt vastpakken. Het creëert op hoger niveau richting en duidelijkheid.
  • Duik niet direct in de oplossingsmodus. Nieuwe ideeën bedenken kan iedereen. Zorg dat het aansluit bij de strategie.
  • Heb aandacht voor de architectuur inclusief bijbehorende kaders als belangrijke tussenstap.
  • Denk goed na waar je wel en niet een digital twin van maakt. Koppel deze keuzes aan daadwerkelijke problemen of toekomstige kansen voor de organisatie.
  • Voorkom een technology push. Betrek stakeholders in wat ze willen, maar vooral door eerst doelstellingen en uitgangspunten op te stellen.
  • Houd goed zicht op je verticale en horizontale integratie. Het BTF helpt hierbij.
  • Vergeet je successen niet te vieren, niet alleen na afloop. Kleine successen tellen net zo hard mee.

De kracht van goed innoveren zit in fundamentele beginselen als de creatie van een breed-gedragen visie en succesvolle samenwerking. Alleen dan krijgen innovaties letterlijk en figuurlijk  vleugels!

We wensen je veel succes met het effectief inbedden van de innovaties in jouw organisatie!

Adviesgroep Novius,

Coen Smit
Joppe Ter Meer
Andrée Bartels
Niek Michels

[1] Zie voor meer informatie over digital twin: https://global.royalhaskoningdhv.com/digital/trends/digital-twin

 


Over de auteurs

Coen, Joppe, Andrée en Niek zijn Business Consultants bij Adviesgroep Novius en in opdracht bij de IT afdeling van de Schiphol Group. Sinds 23 oktober 2020 maakt Novius onderdeel uit van Royal HaskoningDHV Digital. Klik hier voor meer informatie. Wil je meer weten over het zorgvuldig vormgeven en inbedden van innovatie, over ons BTF of heb je een andere vraag, neem dan vooral contact op met csmit@novius.nl, jtermeer@novius.nl, abartels@novius.nl of nmichels@novius.nl

Menu