Perkembangan teknologi digital saat ini telah membawa dunia menuju era baru di mana simulasi dan virtualisasi menjadi kunci utama dalam inovasi industri. Salah satu teknologi yang paling revolusioner dalam bidang ini adalah Digital Twins Technology. Teknologi ini memungkinkan kita untuk membuat tiruan digital dari sistem fisik yang sebenarnya, baik itu mesin, bangunan, kota, hingga manusia. Dengan digital twins, setiap aspek dari dunia nyata dapat direplikasi secara digital, dianalisis, dan dioptimalkan sebelum diterapkan secara fisik. Konsep ini kini menjadi bagian penting dalam strategi transformasi digital di berbagai sektor, mulai dari manufaktur, transportasi, hingga kesehatan.

Baca juga: Debat Etis Gene Editing Ethics dalam Bioteknologi

Pengertian Digital Twins Technology

Digital Twins Technology merupakan representasi digital dari objek fisik, proses, atau sistem yang berfungsi untuk memantau, menganalisis, dan mensimulasikan performa dunia nyata secara real time. Dalam konteks sederhana, digital twins adalah “kembaran digital” dari sesuatu yang nyata—baik mesin, gedung, maupun proses kerja—yang dapat berinteraksi dengan data aktual.

Teknologi ini bekerja dengan cara menghubungkan dunia fisik dan digital melalui sensor, Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan (AI), dan analitik data. Semua data dari objek fisik dikumpulkan dan dikirimkan ke model digital untuk menciptakan simulasi yang akurat. Dengan demikian, pengguna dapat memantau kondisi, memprediksi kerusakan, dan melakukan optimasi sistem sebelum terjadinya gangguan atau kegagalan.

Komponen Utama Digital Twins

Untuk memahami bagaimana digital twins bekerja, kita perlu mengenali tiga komponen utama yang membentuk sistem ini. Setiap komponen memiliki peran penting agar simulasi digital berjalan secara efektif dan sesuai dengan kondisi nyata.

1. Objek Fisik

Objek fisik adalah entitas nyata yang menjadi sumber data utama bagi sistem digital twins. Objek ini bisa berupa mesin, kendaraan, peralatan medis, atau bahkan gedung. Setiap perubahan pada objek fisik akan dikirimkan ke model digital untuk memperbarui kondisi simulasi.

2. Model Digital

Model digital merupakan replika virtual dari objek fisik. Model ini dibuat menggunakan data yang dikumpulkan dari sensor atau sistem monitoring. Model digital memungkinkan pengguna untuk melakukan pengujian, analisis, dan prediksi tanpa harus menyentuh objek fisik secara langsung.

3. Koneksi Data dan Analitik

Komponen ini berfungsi sebagai jembatan antara dunia nyata dan dunia digital. Data dikirim melalui jaringan IoT dan kemudian diproses menggunakan algoritma analitik atau kecerdasan buatan. Hasil analisis inilah yang kemudian digunakan untuk pengambilan keputusan dan optimasi sistem.

Jenis-jenis Digital Twins Technology

Teknologi digital twins memiliki beberapa jenis yang dikembangkan sesuai dengan skala dan tujuan penggunaannya. Setiap jenis memiliki karakteristik serta tingkat kompleksitas yang berbeda. Penjelasan berikut akan menggambarkan bagaimana variasi digital twins diterapkan dalam konteks yang berbeda.

1. Component Twins

Jenis ini merupakan bentuk paling dasar dari digital twins. Component twins hanya merepresentasikan satu komponen atau bagian kecil dari suatu sistem. Misalnya, pada mesin mobil, component twins bisa berupa model digital dari piston atau sistem pendingin. Tujuannya adalah untuk memahami performa komponen tersebut secara spesifik.

2. Asset Twins

Berbeda dengan component twins, asset twins mencakup hubungan antara beberapa komponen yang saling terhubung. Misalnya, pada mesin produksi, asset twins menggambarkan interaksi antara motor, roda gigi, dan sistem pelumasan. Jenis ini sering digunakan untuk menganalisis efisiensi sistem secara keseluruhan.

3. System Twins

System twins merepresentasikan seluruh sistem yang terdiri dari banyak aset yang saling berinteraksi. Misalnya, pada pabrik, system twins menggambarkan keseluruhan proses produksi dari bahan mentah hingga produk jadi. Dengan system twins, perusahaan dapat menganalisis aliran kerja, mendeteksi hambatan, dan melakukan perbaikan proses.

4. Process Twins

Process twins menggambarkan proses operasional dalam skala besar, seperti alur distribusi logistik atau manajemen rantai pasok. Jenis ini sering digunakan untuk mensimulasikan dampak perubahan kebijakan, cuaca, atau permintaan pasar terhadap proses bisnis secara menyeluruh.

Cara Kerja Digital Twins Technology

Secara umum, cara kerja Digital Twins Technology melibatkan beberapa tahap utama yang saling berhubungan.

Pertama, pengumpulan data dilakukan menggunakan sensor atau sistem IoT yang dipasang pada objek fisik. Sensor ini merekam informasi penting seperti suhu, tekanan, getaran, kecepatan, dan kondisi lingkungan.

Kedua, transfer data dilakukan secara real time ke platform digital melalui jaringan internet. Data tersebut kemudian disimpan dan diolah menggunakan algoritma analitik.

Ketiga, pembuatan model simulasi dilakukan dengan memanfaatkan teknologi 3D modeling, AI, dan machine learning. Model digital akan terus diperbarui seiring dengan masuknya data baru dari dunia nyata.

Keempat, analisis dan prediksi dilakukan berdasarkan hasil simulasi digital. Pengguna dapat mengidentifikasi potensi masalah, memprediksi waktu kerusakan komponen, atau menguji skenario baru tanpa mengganggu sistem fisik yang sebenarnya.

Terakhir, optimasi sistem dilakukan dengan menerapkan hasil analisis pada dunia nyata, sehingga proses operasional menjadi lebih efisien, aman, dan hemat biaya.

Manfaat Digital Twins dalam Optimasi Sistem

Penerapan teknologi digital twins membawa dampak besar dalam meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan pengambilan keputusan berbasis data. Beberapa manfaat utamanya antara lain:

1. Meningkatkan Efisiensi Operasional

Dengan adanya model digital, perusahaan dapat memantau kondisi sistem secara terus-menerus dan melakukan perawatan prediktif. Hal ini membantu mengurangi waktu henti (downtime) dan meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya.

2. Mengoptimalkan Desain Produk

Digital twins memungkinkan pengembang melakukan simulasi desain sebelum produk dibuat. Dengan cara ini, berbagai kemungkinan kesalahan dapat diidentifikasi lebih awal sehingga desain akhir menjadi lebih optimal dan hemat biaya.

3. Prediksi dan Pencegahan Gangguan

Melalui analitik data dan kecerdasan buatan, digital twins dapat memprediksi kapan komponen akan rusak atau kapan sistem mulai menurun performanya. Dengan informasi ini, perawatan dapat dilakukan sebelum kerusakan besar terjadi.

4. Meningkatkan Keamanan dan Keandalan Sistem

Dalam industri seperti penerbangan atau energi, digital twins membantu memastikan bahwa sistem bekerja sesuai standar keselamatan. Simulasi dapat digunakan untuk menguji skenario ekstrem tanpa menimbulkan risiko fisik.

Penerapan Digital Twins di Berbagai Industri

Digital twins kini telah diadopsi oleh berbagai sektor industri sebagai bagian dari strategi transformasi digital. Setiap sektor memanfaatkan teknologi ini sesuai dengan kebutuhan dan karakteristiknya.

1. Industri Manufaktur

Dalam manufaktur, digital twins digunakan untuk memantau kondisi mesin, merencanakan jadwal perawatan, serta mensimulasikan alur produksi. Teknologi ini memungkinkan pabrik beroperasi secara efisien dengan tingkat kesalahan yang lebih rendah.

2. Konstruksi dan Arsitektur

Dalam bidang konstruksi, digital twins membantu arsitek dan insinyur dalam merancang bangunan cerdas (smart building). Model digital dari bangunan dapat digunakan untuk memantau penggunaan energi, mendeteksi kebocoran, atau mengatur sistem ventilasi secara otomatis.

3. Transportasi dan Otomotif

Digital twins memungkinkan perusahaan otomotif untuk mensimulasikan kinerja kendaraan sebelum diproduksi massal. Dalam transportasi publik, teknologi ini digunakan untuk memantau lalu lintas dan mengoptimalkan rute perjalanan.

4. Kesehatan dan Medis

Di bidang medis, digital twins mulai diterapkan dalam bentuk tiruan digital tubuh manusia. Dokter dapat menggunakan simulasi ini untuk mempelajari respon pasien terhadap obat atau prosedur medis tertentu sebelum melakukan tindakan nyata.

Tantangan Implementasi Digital Twins

Meski memiliki potensi besar, penerapan digital twins juga menghadapi sejumlah tantangan. Tantangan pertama adalah kompleksitas integrasi data, karena sistem ini memerlukan sinkronisasi antara perangkat fisik, sensor, dan perangkat lunak analitik. Kedua, biaya implementasi yang tinggi, terutama dalam hal infrastruktur digital dan sumber daya manusia yang terampil.

Selain itu, keamanan data menjadi isu utama, mengingat digital twins beroperasi dengan volume data besar dan sensitif. Perusahaan harus memastikan bahwa sistem mereka terlindungi dari ancaman siber yang dapat merusak integritas data atau menyebabkan kebocoran informasi.

Baca juga: Potensi VR in Education Research untuk Pembelajaran Interaktif

Kesimpulan

Digital Twins Technology telah membuka jalan bagi era baru dalam dunia industri dan teknologi.