Los Gemelos Digitales se presentan como una tecnología disruptiva en la simulación y análisis de procesos industriales; son capaces de exprimir los máximo los beneficios de la transformación digital de planta, una transformación en el que ya se encuentran involucradas muchas empresas.
La digitalización en la industria quizá sea la mayor transformación desde la Revolución Industrial. Gracias a la robotización, la aplicación del internet de las cosas (IoT), el uso de Big Data y la utilización de inteligencia artificial (IA). La combinación de varias de estas tecnologías permite el desarrollo de los denominados Digital Twins o gemelos digitales.
¿Qué es el Gemelo Digital?
Los Gemelos Digitales son representaciones digitales “vivas” de dispositivos y procesos que componen una industria, conectadas con el sistema real mediante “Sistemas Ciberfísicos” (CPS). Con información en directo de planta, el histórico de operaciones y mantenimiento, la aplicación de técnicas de Machine Learning; es posible obtener un modelo de alta precisión cuyo comportamiento se asemeja fielmente al del sistema real.
Las industrias utilizan el gemelo digital como un banco de pruebas; una vez que un Gemelo Digital ha sido creado puede ser almacenado, manejado y analizado; ayudando a probar hipótesis y tratamientos para ver cómo reaccionan en los modelos y saber si podrían aplicarse en los dispositivos reales.
El Gemelo digital consume datos en tiempo real de los dispositivos y de su entorno a través de múltiples sensores, produciendo simulaciones y predicciones.
En consecuencia, conseguimos un entorno protegido y seguro para la experimentación, lo que nos permite:
- Detectar problemas antes de que ocurran,
- Planificar tareas de mantenimiento, evitar paradas inesperadas,
- Construir nuevos escenarios de funcionamiento más eficientes (OEE),
- Desarrollar nuevas oportunidades de negocio y nuevos planes de fabricación
- Realizar previsiones a futuro.
Proyecto Gemelo Digital
El proyecto GEMELO DIGITAL comenzó en 2017, mediante la utilización de los últimos avances en tecnologías del Internet de las Cosas Industrial (IoT) y en técnicas de aprendizaje basadas en Big Data.
La consolidación del Internet de las Cosas (IoT) en la Industria 4.0, sumado a los nuevos avances en técnicas de almacén de gran volumen y aprendizaje automático mediante Big Data, ha posibilitado el desarrollo de nuevos conceptos dentro de la industria, como es el caso de los «Gemelos Digitales” (GD)
Herramientas del Gemelo Digital
El Gemelo Digital utiliza múltiples tecnologías dentro de un entorno virtual para poder llevarlo a cabo sus operaciones. Entre ellas tenemos:
- Internet de las cosas o IoT: el modelo virtual, debe representar fielmente al proceso real. Por tanto, recibe todo tipo de información a través de distintos sensores. Cuantos más datos se envíen, más realista será el gemelo virtual.
- Big Data: la cantidad de datos que se pueden recoger, para mantener el modelo actualizado, son ingentes. Es necesario apoyarse en una correcta política de Big Data para poder gestionar y aprovechar esta información.
- Machine Learning: Gracias al análisis de los datos recibidos por IoT y procesados por Big Data, las simulaciones son capaces de perfeccionar los modelos productivos, anticiparse a posibles fallos y predecir situaciones futuras.
Beneficios del Gemelo digital
Predictibilidad y mayor vida útil
Los Gemelo Digitales ofrecen múltiples beneficios en el ámbito industrial, ya que son una pieza clave de la transformación digital, permiten simular nuevos procesos, servicios o productos; desde la fase de diseño y prototipado hasta la fase de operaciones y mantenimiento.
Con el gemelo digital se pueden ensayar nuevos enfoques virtualmente, con un menor coste y con menor disrupción del negocio que si se hace físicamente. También se puede evaluar cómo se comporta un proceso en tiempo real, predecir su funcionamiento, realizar mantenimiento predictivo, simular y validar la eficiencia, optimizar los procesos de planificación y calidad, entre otros.
Mejora continua
También destaca su aplicación en la mejora continua de los productos. Los conocimientos obtenidos ayudan a mejorar la calidad de los productos y optimizan el rendimiento de los procesos.
Detección de Problemas
El brindar un análisis de la réplica virtual de los dispositivos, ayuda a las empresas a detectar posibles problemas, mejorando los procesos de producción, estableciendo cadenas de suministro y entrega eficientes; reduciendo el tiempo de inactividad en los equipos. Esto hace que el gemelo digital sea una de las ventajas clave en la industria.
Planificación y seguimiento
Los Gemelo Digitales contribuyen a la planificación y seguimiento. Ofrecen una representación de los espacios, proporcionando información sobre cómo mejorar la configuración de los procesos de fabricación, suministro y flujos de trabajo. También ayudan a encontrar los activos dentro de un espacio de manera precisa.
Retos para el Gemelo Digital
El Gemelo Digital es todavía un concepto de desarrollo que, además presenta diversas barreras tecnológicas para su adopción en el tejido industrial. Por un lado, existe una dificultad técnica para monitorizar masivamente y digitalizar procesos en la industria, con una gran variedad de equipos, sistemas aislados, buses de campo, protocolos propietarios, así como una estricta arquitectura de integración y automatización industrial.
Por otro lado, los sistemas utilizados actualmente en la industria son incapaces de almacenar y tratar los volúmenes de datos necesarios para crear y evolucionar los Gemelos Digitales, que realmente representen el comportamiento de los elementos físicos, y no sólo sus características y su estado.
Esto está unido a la complejidad tecnológica que requiere el ir más allá de las representaciones digitales y avanzar hacia escenarios de manejo de múltiples copias digitales simultáneas, con mayor capacidad de evaluar escenarios alternativos.
El Gemelo Digital y la mejora en la industria.
El Gemelo Digital puede predecir las necesidades de mantenimiento de una fábrica, analizar los requisitos de energía en tiempo real para una red eléctrica, optimizar el uso del espacio disponible para una oficina, rastrear la temperatura diaria en varios estados, entre otros
Esta tecnología es beneficiosa para cualquier empresa, porque al probar primero el modelo virtual, puede adivinar lo que funciona y lo que no y ponerlo en práctica después, de modo que puede optimizar tanto los recursos de máquinas como de personal, por lo tanto, trabajar de manera más productiva y eficiente, disminuyendo los costos operativos.
Por tanto, está claro que es una tecnología en auge y que en los próximos años va a suponer un auténtico cambio es por ello muy importante aprovechar sus ventajas.
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