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Los gemelos digitales claves para la industria 4.0

por | Oct 26, 2021 | Industria 4.0 | 0 Comentarios

Los gemelos digitales (o digital twin) es una representación digital de un objeto, proceso o servicio físico (desde parques eólicos a edificios o ciudades enteras). Estas réplicas virtuales son utilizadas para hacer simulaciones antes de que se creen e implementen cambios en los objetos reales, con el fin de seleccionar datos para pronosticar cómo funcionarán.

¿Quién lo inventó?

El concepto de gemelos digitales se atribuye a David Gelernter y a su libro “Mirror Worlds”, pero fue Michael Grieves, del Instituto de Tecnología de Florida, quien lo aplicó al concepto de fabricación en 2002. Aunque fue la NASA quien incorporó por primera vez el concepto de gemelo digital en 2010. Al principio empezaron utilizando maquetas a gran escala de las primeras cápsulas espaciales utilizadas en el suelo para reflejar y diagnosticar problemas en órbita, finalmente dieron paso a simulaciones completamente digitales.

¿Cómo se crean?

Un gemelo digital se crea en un programa de ordenador que usa datos del mundo real para recrear simulaciones que pueden predecir cómo funcionará un producto o proceso. Los encargados de crear un gemelo digital suelen ser expertos en matemáticas aplicadas o ciencia de datos. Estos profesionales analizan la física y los datos operativos de un objeto y desarrollan un modelo matemático que simule el original.

Para crear un gemelo digital hay que recopilar abundantes datos, tanto del objeto como de lo que está a su alrededor. Hay que saber que un gemelo digital puede ser tan complejo o tan simple como se necesite. Y la cantidad de datos que archiven determinará también con qué precisión el modelo digital simula la versión física.

Una vez que se han recopilado todos los datos, se usan para crear modelos analíticos con los que predecir los efectos y comportamientos de ese objeto ante unos posibles cambios.

Estas simulaciones están generadas teniendo en cuenta cuestiones como ingeniería, física, química, estadística, aprendizaje automático, inteligencia artificial, lógica empresarial u objetivos. Estos modelos se pueden mostrar a través de representaciones en 3D y modelado de realidad aumentada para ayudar a la comprensión humana de los hallazgos.

Beneficios de los gemelos digitales:

  • Ahorran tiempo y dinero.
  • Permite a la industria anticipar el tiempo de inactividad, reaccionar a los cambios, probar nuevas mejoras… Que sean capaces de prever posibles fallos hace que se puedan adelantar a ellos.
  • Además de permitir un seguimiento y análisis, esto hace que se reduzcan costes por mantenimiento.

Aplicaciones a diversos sectores

  • Sector salud: Es muy útil en áreas como la donación de órganos, la formación quirúrgica, o modelando el flujo de personas a través de los hospitales.
  • Industria automotriz: La gestión de flotas de contenedores, la monitorización de envíos o el diseño de grandes sistemas logísticos. A demás de sensores avanzados integrados en los automóviles, que supervisan y transmiten información medioambiental, operativa y estructural en tiempo real, para el proceso de manufactura, desempeño del vehículo y ayudar a realizar mantenimiento predictivo.
  • Marketing: Por ejemplo, a través de esta tecnología los clientes podrían acceder a los datos que otros consumidores que hayan proporcionado información sobre ese servicio.
  • Turismo: Un ejemplo es VIRTUAL SINGAPURE. Este proyecto implementa un gemelo digital de un DTI (Destino Turístico Inteligente), es decir un modelo virtual, que utiliza sensores para proporcionar datos en tiempo real, integrando diferentes tecnologías. Es como simulador de un cuadro de mando de una ciudad.
  • Arquitectura: crear un modelado espacial del entorno, simulando movimientos de personas, evacuaciones de emergencia, riesgos de inundación, gestión de la energía, etc.

Los gemelos digitales son una tecnología disruptiva que asegura revolucionar la industria y será fundamental para las fábricas 4.0. Estos cambios se harán patentes en muchos más ámbitos: la producción de piezas personalizadas y adaptadas a las demandas y requerimientos específicos de los clientes lo que fomentará su satisfacción, la consecución de procesos más eficientes, se traducirá en una reducción considerable de las emisiones contaminantes.

Los gemelos digitales son una gran herramienta que llevará a la sociedad a otro nivel de eficiencia. Con el análisis de los datos y la simulación posterior se permitirá crear comportamientos predictivos que optimizarán los resultados al máximo, llegando a la perfección.

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