Desde que en el 2018 la consultora Gartner nos predijo que en el 2021 los Gemelos Digitales serian uno de los conceptos con más potencial en la Industria, aumentando todo tipo de eficiencias, tenemos un “boom” en cuanto al interés que ha despertado esta palabra.
Pero este término, propio de la Industria 4.0, como en muchos casos, no es nada nuevo en cuanto a sus fundamentos.
Fue la NASA quiénes desde los años 60 desarrollaban replicas físicas de sus naves, ante la necesidad de disponer de sistemas y equipos automáticos que debían manipularse y funcionar en un escenario lejano y hostil (el espacio). Así idearon el desarrollo de réplicas en las que poder realizar simulaciones que no comprometieran vidas humanas y supusieran costes extraordinarios.
Y gracias a ello, la misión espacial del Apolo XIII (la séptima misión tripulada del programa) no acabó en tragedia. La réplica exacta de su módulo de descenso en los laboratorios de Houston se pudo diseñar y validar todo tipo de ingeniosas soluciones ante los múltiples fallos que iban sucediendo a los 3 astronautas en su retorno a la Tierra.
Hoy en día, en plena Transformación Digital no solo de la industria sino de toda la sociedad, las réplicas son digitales.
En ámbitos productivos, se catalogan 3 tipos de Gemelos digitales:
- GEMELO DIGITAL DE PRODUCTO
Nos van a permitir simular y verificar los productos digitalmente. Por ejemplo, desde la parte más puramente mecánica hasta la electrónica. Su rendimiento en determinadas condiciones y así realizar ajustes en el mundo virtual para garantizar que el siguiente producto físico funcione exactamente como se había planificado.
- GEMELO DIGITAL DE LA OPERACIÓN
Permite analizar y actuar gracias a la captura y a la explotación de datos generados en la operativa productiva, por ejemplo. Este tipo de gemelo tiene mucha importancia la integración con otros sistemas, así como fuentes de datos de diferentes orígenes.
- VIRTUAL COMMISSIONING
Consiste en trabajar de forma paralela ya desde las primeras fases de ingeniería como son el diseño mecánico, eléctrico y los automatismos, pudiendo así optimizar la máquina o instalación, y testear el código de PLC en base a este modelo virtual.
Pudiendo interactuar con el Digital Twin, con sus propios dispositivos físicos, enviándole señales del mundo real al mundo virtual, por ejemplo.
Yo, no obstante, considero que se van a desarrollar otros tipos de Gemelos Digitales, tantos como la imaginación ingenieril dé de sí y el Management aproveche. Tantos tipos de Gemelos Digitales como diferentes aplicaciones se requieran.
De ahí que el potencial de los DIGITAL TWIN a nivel mundial es enorme. En el 2030, el mundo estará altamente digitalizado, repleto de todo tipo de Gemelos Digitales en la gran mayoría de industrias manufactureras.
Es más, a partir de los estados principales de transformación por los que debe evolucionar una fábrica, no podremos concebir el llegar al estado final de autonomía (Smart Factory), si la fábrica no dispone de Gemelos Digitales en su total despliegue.
En definitiva, sin Digital Twins no habrá Fábricas Inteligentes…
Respecto a lo que se pretende obtener con los Gemelos Digitales, obviamente depende del tipo y la aplicación industrial.
Por ejemplo, si hacemos referencia a Gemelos para la Operativa y en ámbitos de mantenimiento industrial, los objetivos más comunes son:
- Mayor eficiencia
- Mayor seguridad
- Reducción o eliminación de paradas no programadas
- Retención de conocimientos en un entorno digital de la empresa
- Estandarización y mejorar las prácticas
- Resolución colaborativa de problemas (Simultaneous Solving Problems)
No obstante, y dados los conceptos básicos de lo que es y no es un Gemelo Digital, sí es cierto que una de las tecnologías principales inherentes en las réplicas es la Simulación por Ordenador. Una tecnología para la predicción de futuribles, evaluar el “What if” en un entorno digital controlado, etc.
Este enfoque, ya nos aporta una serie de reflexiones muy interesantes a compartir con el lector. La más relevante es que los Gemelos Digitales tienen sentido en entornos altamente cambiantes por factores internos y externos, pues si estamos en un sistema determinista donde podemos conocer cualquier estado futuro, es muy difícil idear utilidades a un Gemelo Digital.
Otra reflexión por ejemplo es que cuando hablamos de Gemelos Digitales de Operación, la actividad logística, las redes de distribución y transporte, y las Cadenas de Suministro son entornos “candidato” muy potentes para diseñar e implementar Gemelos Digitales, dada la propia naturaleza estocástica de esta actividad en un mundo tan global como el nuestro.
O equipos industriales de alto rendimiento y necesaria alta disponibilidad, por tanto, críticos, que por factores internos de la propia máquina o externos (materiales a procesar, etc.), manifiesten interrupciones (micro paradas que hagan bajar su rendimiento) o incluso averías “no controladas ni predecibles”.
Otro análisis relevante que deseo compartir en este artículo es la confusión que hay respecto que cuando se habla de Gemelos Digitales se suele hacer referencia a una tecnología en concreto. Y esto es un error pues los Digital Twins son integraciones de diferentes tecnologías 4.0 pero también con otras soluciones propias de la fábrica como por ejemplo ERP, MES, SGA, etc. Y es en función del tipo de Gemelo Digital, se requieren de unas u otras tecnologías habilitadoras.
Por ejemplo, cuando nos referimos a Gemelos Digitales de equipos industriales, las tecnologías de Realidad Aumentada y Smart Glasses son fundamentales, implementando modos de mantenimiento remoto o tele mantenimiento. Sin embargo, en Gemelos Digitales de productos suele ser la Realidad Inmersiva la que ofrece funcionalidades relevantes para estos tipos de gemelos.
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