Los avances en la automatización de tareas y uso de gemelos digitales (Digital Twins) para la toma de decisiones es una de las herramientas tecnológicas actuales de mayor potencial en la industria.
En el entorno industrial es necesario desarrollar conocimientos, para la implementación de gemelos digitales, que representan a sistemas reales, donde podamos simular su comportamiento y faciliten la toma de decisiones adecuadas.
¿QUÉ ES UN GEMELO DIGITAL?
El Gemelo Digital es la réplica exacta de un sistema físico durante todo el ciclo de vida de este, desde su concepción y diseño inicial, pasando por su implementación y operación hasta su eventual evolución. Los gemelos digitales utilizan datos recopilados por medio de diferentes equipos y sensores, tanto en tiempo real como de forma historizada con el objetivo de no solo monitorizar el sistema físico al que representan, sino también para simular, analizar y predecir tanto su comportamiento como su rendimiento de una forma muy eficiente.
Algunas de las ventajas que ofrecen los gemelos digitales son:
- Mejora del rendimiento: Proporcionan conocimientos en tiempo real para optimizar el rendimiento de equipos e instalaciones, abordando problemas a medida que surgen y minimizando el tiempo de inactividad.
- Capacidades predictivas: Permiten una visión completa y digital de las instalaciones, identificando problemas o fallos a medida que ocurren y permitiendo tomar medidas preventivas antes de que se produzcan fallos completos.
- Aceleración del tiempo de producción: Al crear réplicas digitales, se pueden ejecutar escenarios para prever y corregir problemas antes de la producción real, mejorando los procesos productivos.
- Supervisión remota: Su naturaleza virtual facilita la supervisión online y el control remoto de las instalaciones, reduciendo la necesidad de presencia física en entornos potencialmente peligrosos.
- Trazabilidad de los procesos, recursos y flujo de materiales. Control total de planta.
El camino para la implantación de un gemelo digital no es sencillo, implica una serie de pasos clave para garantizar desarrollo efectivo.
PASOS PARA IMPLANTAR UN DIGITAL TWIN
1.Identificar los objetivos y requisitos
El primer paso y quizás el más importante, es comprender en detalle el sistema físico a replicar, es imprescindible identificar los objetivos que se quieren lograr con el gemelo digital, esto puede incluir desde mejorar la eficiencia operativa, reducir costes o predecir fallas o puntos de bajo desempeño entre otros.
Una vez fijados los objetivos, estaremos en posición de establecer los requisitos necesarios para ser capaces de alcanzar dichos objetivos. Por ello los requisitos deben de ser específicos en términos de datos necesarios, modelos de simulación o la integración de los servicios.
2.Monitorización de datos
Fijados los datos necesarios se define la sensórica, redes, sistemas de control, registros históricos del sistema físico real. Un punto clave es garantizar la calidad y fiabilidad de estos datos recopilados para asegurar la calidad del gemelo digital.
3.Desarrollo del modelo digital
Uniendo los datos recopilados con el conocimiento del sistema, se desarrolla un modelo digital preciso del proceso real. Esto puede implicar el desarrollo de modelos matemáticos, algoritmos, modelos de Deep Learning y simulaciones para representar fielmente el sistema a replicar. La complejidad de este punto recaerá en como de sencillo sea el sistema a replicar y la precisión esperada del gemelo digital.
4.Integración del sistema
Este es uno de los conceptos más importantes dentro de lo que conocemos como “Smart Factory” y que implica varias de las tecnologías habilitadoras de la Industria 4.0. En este punto se lleva a cabo la integración con los sistemas en tiempo real, los sistemas de control, SCADA, sistemas de gestión empresarial (ERP) y resto de sistemas que se impliquen en el sistema real.
5.Monitoreo y optimización continuos
Este es el paso de explotación del gemelo digital, monitoreando los KPI identificados, y obteniendo la información necesaria a partir de los modelos digitales desarrollados en tiempo real y de forma precisa, siendo capaces de realizar simulaciones sobre el comportamiento del sistema y obteniendo información y conclusiones clave que ayudan a la toma de decisiones. Asimismo, el gemelo digital tomará acciones de operación de forma automática para optimizar el sistema real en base a los modelos digitales que se están ejecutando a través de los datos en tiempo real.
EL FUTURO DE LOS GEMELOS DIGITALES
La tecnología del gemelo digital está en pleno desarrollo, apoyándose en otras tecnologías facilitadoras como la inteligencia artificial (IA), el internet de las cosas industrial (IMoT) y el aprendizaje automático que aceleran el potencial de los gemelos digitales para la transformación de la industria.
El gemelo digital integra un conjunto de tecnologías y conocimientos con un enorme potencial para la industria, supone para las empresas que adopten estas tecnologías estar en una posición privilegiada para competir en la economía digital.
Si quieres conocer más sobre esta tecnología puedes acceder a nuestro curso Gemelos digitales en la industria 4.0
Autores:
Jose Antonio Barón. David de Miguel.
