En digital kopia av någonting som finns i verkligheten är det vi kallar digitala tvillingar. De har använts länge i svenska kommuner bland annat inom samhällsplanering och för att styra fastighetssystem. De har dock ofta byggts som stuprörslösningar och har inte fått någon bredare användning. I denna artikelserie belyser vi närmare hur kommuner rent praktiskt kan tänka för att skala upp och bygga ett hållbart fundament för digitala tvillingar och AI-tillämpningar.

Visioner för digitala tvillingar finns

I Sverige har det i många år funnits principer och rekommendationer kring VAD kommuner behöver tänka på när det kommer till att utnyttja de möjligheterna som digitaliseringen ger. Den mest framträdande bland de är Svenskt ramverk för digital samverkan som beskriver hela komplexiteten som behöver vara på plats för att få full utväxling av sina digitaliseringssatsningar däribland digitala tvillingar.

Vägen dit saknas

Det önskvärda slutläget är komplext och sammanlänkat, vilket gör det svårt att veta var man ska börja och vilka steg som leder till en lyckad digitalisering och digitala tvillingar som motsvara förväntningarna. Vi i projektet Digital Vision Kista kände här att vi utifrån våra erfarenheter av kommunal förvaltning och bolag och bakgrund som forskare kan bidra med ett förslag på HUR man som kommun kan tänka när man vill bygga verksamhetsstödsystem, som bl a digitala tvillingar eller AI-tillämpningar. Projektet vill fylla gapet som vi upplever finns mellan digital-tvilling-applikationer, som ofta fastnar i proof-of-concept (POC) stadiet, och den kommunala verkligheten.

Följ byggblockskonceptet - Jobba modulärt med teknik men även med data

För att arbeta storskaligt med digitala verktyg i en komplex och ständigt föränderlig organisation som en kommun, förespråkar projektet Digital Vision Kista ett byggblockstänkande. Både data och teknik fungerar då som modulära byggdelar i en större helhet – en helhet som inte behöver vara definierad från början utan som kan omformas i takt med nya behov. En användbar liknelse är en hög med Lego-bitar – standardiserade byggblock som kan kombineras på olika sätt beroende på behov. Vårt systerprojekt Connected Urban Twins tog fram några illustrationer som beskriver detta byggblockskoncept.

Kommuner behöver att komma bort från de monolitiska stuprörslösningar som allt fler leverantörer erbjuder och där data, analysverktygen och visualiseringar finns ihopbyggda i en black-box-lösning som bara stödjer ett enda användarfall.

Dela upp black-box programvaror i moduler (teknik och data). (C) ConnectedUrbanTwins.de

Det är mer önskvärd att ha sina applikationer från början uppdelade i mindre modulära byggblock som som kan sedan kombineras till ett oändligt stort antal tillämpningar och verktyg för kommunens alla verksamheter.

Modulära applikationer och verktyg behöver finnas tillgängliga. (C) ConnectedUrbanTwins.de

Detta är ingen ny insikt men den kan utvidgas att även omfatta data. Även data kan uppfattas som byggblock som behöver fungera som en en del av den infrastruktur som kommunen som koncern tillhandahåller till sina verksamheter.

Även data behöver finnas tillgängligt utanför propritära leverantörsprogramvaror för att kunna lättare återanvändas. (C) ConnectedUrbanTwins.de

På så sätt kan man skapa nya instanser av den digitala tvillingen som representerar ett utsnitt av den totala data, verktygs- och applikationsstacken som finns tillgänglig.

När alla byggblock finns är det lätt att bygga din egen digital tvilling för just dina behov. (C) ConnectedUrbanTwins.de

Spannet kan räcka från relativt små digitala tvillingar, se ovan i mitten, för smala specifika frågeställningar till komplexa frågor, se ovan t. h., där mycket data eller många analysverktyg behövs och tvillingen i dessa fall bli betydligt större.

1 +1 = 3

Byggblockskonceptet löser ett problem som många kommunala verksamheter står inför och som är en av huvudanledningarna för POC-kyrkogården och det är att satsningen på en digital tvilling blir för dyrt för den egna verksamheten om man även ska bygga upp all grundläggande tekniska och datainfrastruktur som den egna tvillingen behöver ha på plats för att fungera. Här har kommuner en stor fördel. Vi är relativt stora organisationer med absolut tillräckliga ekonomiska muskler om vi kan förmå att jobba tillsammans med just vår gemensamma infrastruktur som vi här illustrerar som färgglada byggblock. Börjar vi som kommuner återanvända varandras byggblock kan digitala tvillingar både leda till den nyttan som verksamheterna vill åt och samtidigt vara ekonomisk försvarbara.

Färdplan för att bygga en digital tvilling i en kommun

Projektet Digital Vision Kista ville ta fram en Färdplan för digitala tvillingar som beskriver de första stegen som vi anser en kommun bör ta för att jobba enligt byggblockskonceptet för att bygga ett hållbart fundament för digitala tvillingar och AI-tillämpningar som ska leda till att dessa investeringar uppnår den av de kommunala verksamheterna förväntade nyttan.

Tre arbetsströmmar blir en färdplan

Även en förenkling av den komplexa verkligheten som digitaliseringssatsningar innebär är inte så att det finns ett snabbt och enkelt svar men denna artikelserie försöker att ge förslag på en färdplan för att jobba med detta fundament utifrån flera arbetsströmmar eller “ben” som en kommun behöver jobba parallellt med för att digitaliseringsatsningarna ska bli mer hållbara. Man bör jobba enligt en överenskommen metod med utvecklingen av digitala tvillingar, kommunen behöver komma igång med en data- och informationsförvaltning och man behöver säkra att de grundläggande teknikbyggstenarna är på plats.

Metoden för att ta fram en digital tvilling

För att förstå kommuners behov av digitala tvillingar och omsätta dem i praktiska lösningar har projektet Digital Vision Kista använt en metod som bygger på stegvis lärande och samskapande. Genom workshops, intervjuer, användarresor och mockups skapades en gemensam kunskapsgrund och konkreta exempel på hur digitala tvillingar kan användas i stadens verksamheter.

Arbetsprocessen var iterativ – från förberedelser och idégenerering till prototyper och tester – vilket gav både ökad förståelse hos deltagarna och ett underlag för en färdplan framåt.

Läs mer om metoden för att ta fram en digital tvilling >>

Färdplan Data

Ta fram, förvalta, kvalitetssäkra och sprida data kräver stora resurser. Här finns det här en betydande besparingspotential om de kommunala verksamheterna krokar arm och väljer att tillgängliggöra sina data och sina verktyg i byggblocksform. Fördelen med att data hanteras som byggblock är att data inte är en resurs som tar slut när man har använt den en gång. Vi kan använda data-byggblocken hur många gånger som helst i våra olika verksamhetsspecifika tillämpningar utan att behöva investera resurser mer än en gång i framtagandet, underhåll eller spridning av dessa. Denna egenskap kan vi dra nytta av i kommuner eftersom vi är verksamma inom många olika områden (fastighetsförvaltning, utbildning, samhällsplanering, vård och omsorg mm) så att det är mycket sannolikt att samma datamängd behövs i flera verksamheter.

För att följa byggblockskonceptet och utveckla ett datadrivet ekosystem behöver kommuner börja, inte bara betrakta, utan också operativt behandla data som en strategisk resurs. Det innebär ett systematiskt arbete med struktur, ansvar och tillgängliggörande vars mål i detalj beskrivs i Svenskt ramverk för digital samverkan.

I denna färdplan beskriver vi vilka steg en kommun bör överväga för att börja jobba strukturerad med att tillgängliggöra högkvalitativ data på ett säkert sätt.

Stegen innehåller en beskrivning av:

hur man rent praktiskt kan jobba med att införa ett informationsägarskap-tänk i kommunen,
hur metadatakataloger kan användas för en effektiv förvaltning av data
hur man tar fram och prioritera bland kommunala “guldkorn” dvs extra värdefulla datamängder i en kommun
hur man rent praktisk och effektivt kan fatta beslut om att tillgängliggöra data i en osäker värld
hur man kan införa en livscykelhantering av data och hur man kan skala upp denna till hela kommunen
hur man kan jobba med informationsarkitektur och begreppsmodeller
hur man kan jobba med en API-strategi
hur man kan jobba konkret med datakvalitet
hur detta påverkar kommunernas kompetensbehov

🔗 Färdplan Data - Vägen till en datadriven kommun - Färdplan för strategiska datahantering i kommunal verksamhet >>

Färdplan Teknik

Denna del handlar om vilken hur vi ska prioritera den tekniska utvecklingen av kommunens olika system och sy samman dessa i en gemensam datarymd. För att leda oss i f🔗örståelsen så utgår vi från metoden som används i Digital vision kista för att identifiera användarfall och skapa användarresor som mockups. Vi identifierar ett antal förmågor som behöver finnas på plats för att stöda data drivet samarbete och illustrerar hur dessa bör stödjas av tekniken.

🔗: Teknisk färdplan för: Datadrivet Samarbete i städer och kommuner

Fördjupande projektresultat

Insikter kring kommunala digitala tvillingar

Genom att djupintervjua ett 60-tal verksamhetsrepresentanter från över 20 olika förvaltningar och bolag inom Stockholms stads koncernen har projektet Digital Vision Kista inledningsvis kartlagd både status och förväntningar på digitala tvillingar som finns inom kommunens verksamheter och utifrån dessa kunde man skönja ett antal övergripande insikter:

Behovet av gemensamma lägesbilder är väldigt stort bland kommunala verksamheter
Vissa datamängder är guldkorn - tillgängliggör dessa och många kommunala verksamheter gynnas
Digitala tvillingar finns på olika nivåer
Specialbyggda digitala tvillingar är inte lösningen - det blir för dyrt i en kommunal kontext

📖 Läs mer om vad digitala tvillingar i en kommun kan vara bra för >>

30-tal idéer till användarfall för digitala tvillingar

För att inspirera har projektet, baserad på djupintervjuerna med kommunala verksamhetsrepresentanter, sammanställt ett 30-tal användarfall som kan ses som idéer och inspirationskällor egna digital-tvilling-applikationer. Användarfall är enkla skissartade beskrivningar av många olika kommunala verksamheters mål och behov samt ett första utkast till beskrivningen av vilket arbetssteg som kan tänkas utföras i digitala tvillingen samt vilka data som kan behövas. För att kunna användas behöver dessa vidarebearbetas till mer genomtänkta användarresor t ex enligt den metod som beskrivs i Färdplan Metod. De 37 användarfallen kan grupperas i

Anläggningsunderhåll
Lägesbilder
Behovsdrivet underhåll
Uthyrning & samnyttjande
Kravsimulering bygg
Blåljus
Samhällsbyggnad med omnejd
Energirelaterad

Gå till det 30-talet kommunala digital-tvilling-användarfall >>

Åtta genomarbetade användarresor med teknisk mockup

Åtta av användarfallen ovan har projektet sedan jobbat vidare med och gjort om till mer genomarbetade användarresor. Användarresorna är ett av resultaten av metoden som projektet använder i utvecklingen av digital-tvilling-applikationer och illustrerar med hjälp av enkla affischer och “powerpoint-prototyper” (s k mockup:er) hur en viss verksamhet skulle kunna jobba med en digital tvilling applikation. Affischerna med beskrivningen av användarresan och mockup:erna används sedan i dialogen mellan behovsägarna/användarna och utvecklarna för skapa en gemensam och tydlig bild av vad som behöver göras. De åtta användarresorna som togs fram är:

Reflow - analys av stadens resursflöden
Ledningsdragare i tidiga skeden
Plats- och lokalsamordning
Energieffektivisering
Koordination av installationer i stadsrummet
Trygghetsskapande åtgärder
Attraktiv stadsdel
Blåljus

Gå till de åtta användarresorna >>

Här blev det väldigt tydligt att användarresorna för många användarfall i en kommun liknar varandra vilket gav stöd till vår idé att bygga digitala tvillingar enligt byggblockskonceptet och på så sätt kunna “återvinna” både tekniska byggblock och data byggblock.

Data som användes i användarfallen

I användarresorna och mockup:erna som beskrivs ovan användes ca 200 datamängder som kartlades under intervjuerna med de 60 verksamhetsrepresentanterna. Dessa datamängder sammanställdes både i varje användarfall och användarresa men även som en samlad lista där man kan se vilka datamängder som används av vilka användarfall. Listan med datamängder kan vara en utgångspunkt för en analys av vilka datamängder som kan vara “guldkorn” i en kommun.

Ladda ner excelfilen med en lista över datamängder som användes i användarfallen som togs fram inom projektet Digital Vision Kista >>

Tekniska prototyper

Inom projektet vidareutvecklades även en fristående 3D-visualiseringsapplikation som har tagits fram av RISE och som bygger på Cecium, spelmotorn Unity och prtokollet MQTT. Applikationen användes för att skapa mockup:er för ett flertal användarresor.

Läs mer om prototypen här >>
Ladda ner prototypen på RISE GITLAB sidan >>

Länksamling till allt material

37 användarfall för digitala tvillingar >>