¿Qué es la tecnología de gemelos digitales y cómo funciona?

¿Qué es gemelo digital?

Un gemelo digital es una representación digital de un objeto, proceso o servicio físico. Un gemelo digital puede ser una réplica digital de un objeto en el mundo físico, como un motor a reacción, parques eólicos o incluso elementos más grandes como edificios o ciudades enteras.

Un gemelo digital es, en esencia, un programa informático que utiliza datos del mundo real para crear simulaciones que pueden predecir cómo funcionará un producto o proceso.

Con el avance del aprendizaje automático y factores como big data, estos modelos virtuales se han convertido en un elemento básico en la ingeniería moderna para impulsar la innovación y mejorar el rendimiento.

En resumen, la creación de uno puede permitir la mejora de las tendencias tecnológicas estratégicas, evitar fallas costosas en los objetos físicos y también, mediante el uso de capacidades analíticas, de monitoreo y predictivas avanzadas, procesos de prueba y servicios.

¿Cómo funciona la tecnología de gemelos digitales?

La vida de un gemelo digital comienza con expertos en matemáticas aplicadas o ciencia de datos que investigan la física y los datos operativos de un objeto o sistema físico para desarrollar un modelo matemático que simule el original.

Los desarrolladores que crean los gemelos digitales se aseguran de que el modelo de computadora virtual pueda recibir retroalimentación de los sensores que recopilan datos de la versión del mundo real. Esto permite que la versión digital imite y simule lo que sucede con la versión original en tiempo real creando oportunidades para recopilar información sobre el rendimiento y cualquier problema potencial.

Esta “réplica digital” puede ser tan compleja o tan simple como se requiera, con diferentes cantidades de datos que determinan la precisión con la que el modelo simula la versión física del mundo real.

Entonces, ¿por qué crear un gemelo digital?

Dado que se puede usar en una amplia gama de industrias, desde la automotriz hasta la atención médica y la generación de energía, ya se ha utilizado para resolver una gran cantidad de desafíos.

Estos incluyen pruebas de fatiga y resistencia a la corrosión para turbinas eólicas marinas y mejoras de eficiencia en autos de carreras. Otras aplicaciones han incluido el modelado de hospitales para determinar los flujos de trabajo y la dotación de personal para encontrar mejoras en los procedimientos.

En tales casos, un gemelo digital puede representar virtualmente un problema para que se pueda idear y probar una solución en el programa en lugar de en el mundo real.

Importancia de los gemelos digitales para las industrias

Los beneficios del gemelo digital difieren según cuándo y dónde se use:

• Por ejemplo, usar un gemelo digital para monitorear productos existentes, como una turbina eólica o un oleoducto, puede reducir las cargas de mantenimiento y ahorrar muchos millones en costos asociados.

• Los gemelos digitales también se pueden utilizar para la creación de prototipos antes de la fabricación, lo que reduce los defectos del producto y acorta el tiempo de comercialización.

• Otras instancias del uso de gemelos digitales pueden incluir Mejoras de procesos, ya sea el monitoreo de los niveles de personal en comparación con la producción o la alineación de una cadena de suministro con los requisitos de fabricación o mantenimiento.

Los beneficios comunes incluyen:

• Reducir el riesgo de accidentes y el tiempo de inactividad no planificado debido a fallas.

• Reducir los costos de mantenimiento mediante la predicción de fallas

  antes de que ocurran y garantizar que los objetivos de producción no se vean afectados por la programación del mantenimiento, la reparación y el pedido de repuestos.

• Ofrecer mejoras continuas

  mediante el análisis de modelos de personalización y garantizar la calidad del producto a través de pruebas de rendimiento en tiempo real.

Sin embargo, a pesar de todos los beneficios, el gemelo digital no es adecuado en todos los casos, ya que puede aumentar la complejidad.

Algunos problemas comerciales simplemente no necesitan un gemelo digital y pueden resolverse sin la inversión asociada en tiempo y costo.

6 industrias que más están aplicando el uso de los gemelos digitales

Los gemelos digitales se utilizan en una amplia variedad de industrias para una variedad de aplicaciones y propósitos. Algunos ejemplos notables incluyen:

1. Fábricas: Los gemelos digitales pueden hacer que la fabricación sea más productiva y optimizada al tiempo que reducen los tiempos de producción.

2. Sector automotriz:

   Un ejemplo de dónde se utilizan los gemelos digitales en la industria automotriz es recopilar y analizar datos operativos de un vehículo para evaluar su estado en tiempo real e informar mejoras del producto.

3. Venta minorista:

   Se utiliza en el sector minorista para modelar y mejorar la experiencia del cliente, ya sea a nivel de un centro comercial o para tiendas individuales.

4. Cuidado de la salud:

   El sector médico se ha beneficiado de estas representaciones digitales en áreas como la donación de órganos, la capacitación en cirugía y la eliminación de riesgos de los procedimientos. Los sistemas también han modelado el flujo de personas a través de los hospitales y rastrean dónde pueden existir infecciones y quiénes pueden estar en peligro a través del contacto.

5. Gestión de desastres:

   El cambio climático global ha tenido un impacto en todo el mundo en los últimos años, sin embargo, el gemelo digital puede ayudar a combatirlo mediante la creación informada de infraestructuras más inteligentes, planes de respuesta a emergencias y monitoreo del cambio climático.

6. Ciudades inteligentes:

   Las réplicas digitales también se pueden utilizar para ayudar a las ciudades a ser más sostenibles desde el punto de vista económico, ambiental y social. Los modelos virtuales pueden guiar las decisiones de planificación y ofrecer soluciones a los muchos desafíos complejos que enfrentan las ciudades modernas.

Sabemos que también te estás preguntando: ¿qué es un gemelo digital en la industria 4.0?

A través de la integración de tecnologías como big data e inteligencia artificial aprendizaje automático y análisis de software con datos, el gemelo digital crea un modelo de simulación que puede actualizarse junto con una contraparte física o en lugar de ella.