In de complexe wereld van systemen en processen is het begrijpen en beheren van de realiteit vaak een uitdaging. Gelukkig bieden modellen een waardevol hulpmiddel om complexiteit te vereenvoudigen en inzicht te verschaffen. Een model kan worden gezien als een afbeelding van een ander systeem, met als doel het verkrijgen van kennis en het oplossen van problemen.
Ton de Leeuw (1941) was samen met Maarten van Gils de grondlegger van de faculteit bedrijfskunde van de Rijksuniversiteit Groningen. Hij studeerde oorspronkelijk Elektrotechniek, vandaar wellicht zijn zeer abstracte manier van denken over organisaties. Hij is sinds 2006 met emeritaat als hoogleraar bedrijfskunde.
De Leeuw ziet een model als een systeem dat aspecten van een ander systeem laat zien gedurende een bepaalde tijd. De overeenkomst tussen de systemen heeft te maken met de relevante aspecten voor het beoogde gebruik van het model. Een model moet je vooral zien als een handig instrument dat genoeg overeenkomsten heeft met het systeem waarover je meer wilt weten. De kwaliteit van een model hangt af van hoe bruikbaar het is in een bepaalde situatie.
De Leeuw maakt onderscheid tussen twee soorten modellen:
- Isomorf model: Dit type model is een directe weergave van het originele systeem. Alle dingen en relaties in het originele systeem worden apart weergegeven in het model.
- Homomorf model: Dit type model is een eenvoudigere versie van het origineel. Er worden minder dingen onderscheiden in het model dan in het originele systeem. De afbeelding van het systeem op het model is duidelijk, maar niet één-op-één.
Homomorf model
In de praktijk hebben we meestal te maken met een homomorf model. Hoewel een homomorf model de algemene structuur en kenmerken van het originele systeem behoudt, wordt het simpeler gemaakt door bepaalde elementen samen te voegen of te generaliseren. Het doel van het gebruik van een homomorf model is om complexiteit te verminderen en de begrijpelijkheid te vergroten, terwijl de belangrijkste aspecten van het systeem behouden blijven.
Het belangrijke punt bij een homomorf model is dat de afbeelding van het systeem op het model niet één-op-één is. Dit betekent dat niet alle individuele objecten of details van het originele systeem apart worden weergegeven in het model. Desondanks moet de afbeelding nog steeds eenduidig zijn, zodat de relatie tussen de elementen in het model en het originele systeem begrijpelijk is.
Het gebruik van een homomorf model kan handig zijn bij het vereenvoudigen van complexe systemen, het identificeren van de belangrijkste aspecten en het verkrijgen van inzicht zonder overweldigd te raken door details. Het kan bijvoorbeeld worden toegepast in situaties waarin het belangrijk is om de grote lijnen te begrijpen zonder in te gaan op specifieke individuele elementen.
Isomorf model
Een digital twin is een digitale representatie van een fysiek object, systeem of proces. Het is een gedetailleerde en real-time weergave van een fysieke entiteit die zijn eigenschappen, gedrag en interacties met de omgeving nauwkeurig nabootst. Een digital twin is daarmee een voorbeeld van een isomorf model.
Een digital twin probeert alle objecten en relaties van het oorspronkelijke systeem apart en gedetailleerd weer te geven. Het doel is om een zo getrouw mogelijke representatie te creëren die de werking en prestaties van het fysieke systeem kan simuleren en voorspellen. Hierdoor kan de onderzoeker of adviseur het gedrag van het fysieke systeem analyseren, problemen identificeren, optimalisaties uitvoeren en scenario’s testen, zonder directe toegang tot het fysieke object.
Hoewel een digital twin geen exacte kopie is van het fysieke systeem, probeert het wel een nauwkeurige en eenduidige ‘afbeelding’ te zijn om beter begrip, beheer en besluitvorming mogelijk te maken.
Andere voorbeelden van isomorfe modellen zijn:
- Architecturale modellen: Deze modellen worden gebruikt in de bouw- en architectuurindustrie om de structuur, vorm en kenmerken van een gebouw of constructie weer te geven. Ze bevatten gedetailleerde informatie over de indeling, afmetingen, materialen en andere relevante aspecten van het fysieke gebouw.
- CAD (Computer-Aided Design) modellen: Deze modellen worden gebruikt in ontwerp- en engineeringprocessen om objecten of producten in een virtuele omgeving te modelleren. CAD-modellen repliceren de geometrie, afmetingen en eigenschappen van het fysieke object en kunnen worden gebruikt voor visualisatie, simulatie, analyse en fabricage.
- Moleculaire modellen: Deze modellen worden gebruikt in de chemie en biochemie om de structuur van moleculen weer te geven. Ze tonen de atomen, bindingen en ruimtelijke rangschikking van de moleculen, waardoor wetenschappers inzicht kunnen krijgen in hun chemische eigenschappen en interacties.
- Simulatiemodellen: Deze modellen worden gebruikt om het gedrag en de prestaties van complexe systemen of processen te simuleren. Ze bootsen het systeem na met behulp van wiskundige modellen en parameters om voorspellingen te doen, scenario’s te testen en besluitvorming te ondersteunen. Voorbeelden zijn simulatiemodellen voor verkeersstromen, financiële markten en weersvoorspellingen.
Het gemeenschappelijke kenmerk van deze isomorfe modellen is dat ze proberen een gedetailleerde en nauwkeurige afbeelding te geven van het fysieke systeem waarop ze zijn gebaseerd.
