6 beneficios y consejos para la utilización del gemelo digital en la industria

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Qué es un gemelo digital o digital twin

¿Te imaginas tener una copia digital exacta de un nuevo producto que estés planeando desarrollar para poder evaluarlo antes de fabricarlo?

Un gemelo digital es un modelo informatizado con todos los avances tecnológicos que deseas incorporar a un objeto físico, para comprobar su comportamiento, aplicaciones y funcionalidades, y poder anticiparte a los posibles errores. 

Con un “gemelo digital”, ya es posible replicar en el mundo virtual una copia exacta de cualquier objeto o sistema físico, y analizar todos los comportamientos a lo largo de su ciclo de vida, ya sea un objeto pequeño, un vehículo, un barco, viviendas o edificios, fábricas, ciudades, ¡e incluso personas!

 

Los orígenes del gemelo digital

El escritor, artista y científico informático estadounidense David Gelenter, introdujo el concepto de Digital Twin (Gemelo Digital) en su libro “Mirror Worlds”, una de las publicaciones más influyentes en el campo de la computación, en 1991. La NASA adoptó el término en un Informe de la hoja de ruta de 2010, y ha utilizado los gemelos digitales para crear versiones virtuales de sus prototipos de cápsulas y naves espaciales, y realizar pruebas para diagnosticar posibles errores o problemas que puedan surgir en el espacio.

En 2017, el concepto de gemelo digital se convirtió en una tendencia como corriente tecnológica. Al principio, solo las grandes empresas podían considerar su uso para grandes proyectos. Hoy en día, a pesar de que la tecnología es mucho más accesible para las empresas, embarcarse en un proyecto de gemelo digital debe ser entendido como un cambio completo dentro de la organización.

La introducción del gemelo digital en constituye una inversión económica y de recursos importante para las compañías, pero también supone un ahorro considerable de tiempo y de dinero, ya que permiten corregir posibles errores de diseño e implementar soluciones antes de la fabricación, y mejorar también los controles de calidad de los productos.

 
El gemelo digital requiere una inversión económica y de recursos importante para las empresas, pero también supone un ahorro considerable de tiempo y de dinero, ya que permite corregir posibles errores de diseño e implementar soluciones antes de la fabricación.


 
 
El objetivo final de un gemelo digital es poder controlar todos los procesos, ahorrando dinero, tiempo y esfuerzo y mejorar los controles de calidad de los productos
 

Aplicaciones del gemelo digital en la industria

Los gemelos digitales pueden utilizarse en la fase inicial para diseñar y probar un proceso o producto, implementar mejoras una vez está construido, o para monitorearlo y evaluar su evolución. En realidad, son únicamente programas informáticos que recogen la información que recopilan los sensores ubicados en los modelos reales para analizarla matemáticamente y ofrecer respuestas a los distintos cambios en su estado o procesos. La versión digital refleja qué está sucediendo con el modelo real en cada momento, a tiempo real. El objetivo final de un gemelo digital es poder controlar todos los procesos, ahorrando dinero, tiempo y esfuerzo.

En la Industria 4.0, los gemelos digitales ya pueden ser integrados con todos los elementos del proceso, y con el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial y el análisis de datos o big data. El siguiente paso, además de la conectividad total, es el desarrollo de su independencia para interactuar, percibir el entorno y comunicarse, y actuar de acuerdo a los estímulos externos recibidos por sensores incorporados en el objeto físico, permitiendo también el mantenimiento de los equipos de producción, que continuamente están enviando información que es analizada por el gemelo digital, y pueden aportar información sobre el consumo de energía, tiempos y volumen de la producción, estado de la maquinaria, etcétera. 

 
En la Industria 4.0 el gemelo digital se puede integrar con todos los elementos del proceso productivo, con el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial y el análisis de datos o big data.
 

Aplicación de gemelos digitales en otros sectores

  • En el sector retail y de comercio minorista, se utilizan en las tiendas online para probar productos virtualmente y personalizar artículos antes de la compra. Igualmente en tiendas físicas, donde los gemelos virtuales demuestran las capacidades y características de los productos, permiten cambios y configuraciones en tiempo real y aportan información a través de la experiencia del consumidor. En definitiva, tratan de mejorar la experiencia del cliente y aportar valor añadido a la compra, de cara a la fidelización del cliente.
  • Los gemelos digitales se utilizan también para ayudar a las ciudades a ser más sostenibles, tanto en el ámbito económico, como el ambiental y social. Ayudan a solventar problemas de planificación o de organización de los recursos ante planes de emergencias, por ejemplo, y también se aplican en la monitorización del cambio climático.
  • El sector médico es uno de los que más se ha beneficiado de su uso, en campos como la cirugía, la donación de órganos o la elaboración de procedimientos médicos seguros. También se utilizan para el rastreo de infecciones y el monitoreo de datos de los pacientes, permitiendo la evaluación de la población en riesgo de contagio, por ejemplo.
 

Beneficios de la utilización de gemelos digitales

  1. Permiten la creación de prototipos previos al proceso de fabricación: reducen los defectos y errores y ahorra tiempo en el proceso de comercialización de los productos.
  2. Mejora los procesos, ya que facilita el seguimiento del personal con respecto a los niveles de producción o ajustando una cadena de suministro con las necesidades de fabricación.
  3. La simulación permite elaborar pruebas de rendimiento del producto previas a su fabricación.
  4. Reduce el riesgo de accidentes y los costes de mantenimiento de los equipos, al informar sobre posibles errores o desviaciones.
  5. Ofrece mejoras continuas gracias al análisis de elementos y procesos.
  6. Están enfocados al ahorro de costes, tiempo y materiales.
 
Beneficios de la utilización del gemelo digital
 

Retos en la utilización del gemelo digital

Ya hemos visto que los gemelos digitales pueden mejorar notablemente los procesos productivos y las fases previas del diseño y testeo de productos. Sin embargo, aún deben enfrentarse a algunos retos importantes: 

  • Una de sus limitaciones principales es la complejidad que supone monitorizar y digitalizar y coordinar todos los procesos, equipos y sistemas que intervienen en una planta. 
  • Por otro lado, la enorme cantidad de datos que son almacenados y tratados, supone una alta inversión en servidores y equipos especializados en su tratamiento.
 

Gracias a los avances en las nuevas tecnologías de la información y el abaratamiento de los costes de los dispositivos de recogida y almacenamiento de datos, los gemelos digitales se han convertido en una herramienta accesible para casi cualquier empresa que quiera introducir un cambio determinante en sus procesos productivos para mejorar sus productos y servicios. Sin embargo, en muchas ocasiones, el gemelo digital no siempre es necesario.

La complejidad de todo el proceso y la necesaria inversión de tiempo y recursos (materiales, humanos y económicos), hace imprescindible una correcta evaluación y planificación interna para determinar la necesidad real de la utilización de gemelos digitales, antes de embarcar en un proceso global de transformación que implicará un cambio profundo en todas las áreas y recursos de la compañía

 
 

Cómo encontrar el mejor software industrial para gemelo digital

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