Tecnología de gemelos digitales: del concepto a la realidad

Los gemelos digitales son el siguiente paso en la evolución de la tecnología de simulación. Los primeros avances comenzaron en el siglo XXI, partiendo de las simulaciones por ordenador hasta la creación de AutoCAD y otras aplicaciones de simulación que han crecido hasta los actuales programas de diseño de sistemas. Tecnologías como el aumento de la potencia de cálculo y la fiabilidad de los sensores han hecho de los gemelos digitales una posibilidad real.

¿Qué son exactamente los gemelos digitales?

El gemelo digital es una solución que ayuda a tender puentes entre el mundo físico y el digital. Los gemelos digitales llevan el modelado 3D a un nivel superior al capturar algo más que información estática y convertirse en un modelo electrónico en vivo del producto. Los sensores capturan datos dinámicos que proporcionan el estado exacto del producto para apoyar mejor áreas como la prevención, la resolución de problemas y la gestión de la calidad. Proporciona simulaciones factibles y realistas de lo que ocurrirá o podría ocurrir con un producto. En términos más sencillos, tal y como lo define IBM: "El gemelo digital es la representación virtual de un objeto o sistema físico a lo largo de su ciclo de vida. Utiliza datos en tiempo real y otras fuentes para permitir el aprendizaje, el razonamiento y la recalibración dinámica para mejorar la toma de decisiones."

Las características clave comunes de un gemelo digital dadas por DHL son:

1. Un gemelo digital simula tanto el estado físico como el comportamiento de la cosa

2. Un gemelo digital es único, asociado a una instancia única y específica de la cosa

3. Un gemelo digital está conectado al objeto y se actualiza en respuesta a los cambios conocidos en el estado, la condición o el contexto del objeto.

4. Un gemelo digital aporta valor a través de visualizaciones, análisis, predicción u optimización

Efectos en la cadena de suministro y la industria logística

En sus primeras etapas, los gemelos digitales se utilizaban en productos de alto valor y criticidad, como la industria aeroespacial y de defensa. Ahora, las empresas están empezando a recopilar datos para el uso de gemelos digitales fuera de estas industrias. Esto puede crear una gran influencia en el ciclo de vida del producto y en la fabricación.

Ciclo de vida del producto

- Iteraciones de diseño más rápidas

- Reducción del desarrollo costos gracias a la disminución de prototipos físicos.

- Ventaja competitiva en la introducción rápida de un producto en el mercado

- Mayor fiabilidad del producto final

Fabricación:

- Distintas especificaciones para los proveedores, creando diseños optimizados de envío y fabricación

- Modelos con componentes y materiales específicos para todos los productos

- Realización de simulaciones realistas de la disposición, los procesos y el flujo de materiales antes de crear las instalaciones.

- Solucionar los fallos de los productos para ayudar a encontrar las causas profundas y optimizar el rendimiento futuro.

Desafíos

El mayor reto al que se enfrentan los gemelos digitales en el sector logístico es la calidad de los datos. Los gemelos digitales actuales no son réplicas exactas del producto. Esto se debe a que es extremadamente caro recopilar y limpiar datos como el estado físico, químico, eléctrico y térmico de un producto. Para evitarlo, los ingenieros recurren a suposiciones y simplifican sus modelos.

Recopilar datos de alta calidad puede resultar caro, lo que plantea la cuestión de si merece la pena implementar gemelos digitales. Las industrias de alto valor y alta criticidad seguirán expandiendo los gemelos digitales, pero es posible que no veamos su adopción en la industria comercial en un futuro próximo.