El anhelo de muchas empresas por ser más competitivas se ha vuelto cada vez más tangible con la incorporación de los gemelos digitales en el metaverso industrial. Los gemelos digitales pueden replicar varios elementos del mundo real, desde piezas individuales de un equipo en una fábrica hasta instalaciones completas, como turbinas eólicas e incluso ciudades enteras.
Esta tecnología revolucionaria nos ofrece la oportunidad de enfrentar y adaptarnos a los cambios con una agilidad y precisión asombrosa, permitiéndonos no solo imaginar el futuro, sino también estar un paso adelante, supervisando el rendimiento de un activo, identificar posibles fallos y tomar decisiones mejor fundamentadas en cuanto al mantenimiento y el ciclo de vida.
Varios sectores utilizan cada vez más los gemelos digitales para crear representaciones virtuales de los sistemas del mundo real, ofreciendo a las empresas muchas ventajas, siendo algunas de ellas, un mejor rendimiento de los activos, capacidades predictivas con una visión completa de la operación y supervisión remota para controlar las instalaciones, entre otras.
Es por esta razón, que queremos dejar algunas referencias de los tipos de gemelos digital que existen y cómo funcionan.
🚀 ¿Qué tipos de gemelos digitales existen?
Existen diferentes tipos de gemelos digitales, que con frecuencia se pueden ejecutar en paralelo dentro de un mismo sistema. Si bien algunos gemelos digitales replican solo partes individuales de un objeto, todos son fundamentales para proporcionar una representación virtual. Conociendo los más comunes encontramos:
Gemelos de componentes
Los gemelos de componentes, o gemelos de piezas, son la representación digital de una sola pieza de un sistema completo. Estas son partes esenciales de la operación de un activo, como un motor dentro de una turbina eólica.
Gemelos de activos
En terminología de gemelos digitales, los activos son dos o más componentes que funcionan juntos como parte de un sistema más completo. Los gemelos de activos representan virtualmente cómo interactúan los componentes y producen datos de rendimiento que se pueden analizar para tomar decisiones fundamentadas.
Gemelos del sistema
Los gemelos del sistema, o gemelos de la unidad, son un nivel de abstracción superior a los gemelos de los activos. Un gemelo del sistema muestra cómo los diferentes activos trabajan juntos como parte de un sistema más amplio. La visibilidad que ofrece la tecnología de gemelos del sistema permite tomar decisiones sobre mejoras de rendimiento o eficiencia.
Gemelos del proceso
Los gemelos del proceso muestran el entorno digital de un objeto completo y ofrecen información sobre cómo sus diferentes componentes, activos y unidades funcionan juntos. Por ejemplo, un gemelo del proceso digital puede reproducir digitalmente el funcionamiento de toda la planta de fabricación y reunir todos los componentes que esta contiene.
🌐 ¿Cómo funcionan los gemelos digitales?
Un gemelo digital funciona al replicar digitalmente un activo físico en el entorno virtual, con sus funcionalidades, características y comportamiento. Se crea una representación digital en tiempo real del activo mediante sensores inteligentes que recopilan datos del producto. Se puede utilizar la representación a lo largo del ciclo de vida de un activo, desde las pruebas iniciales del producto hasta el funcionamiento y la desactivación en el mundo real.
Los gemelos digitales utilizan varias tecnologías para proporcionar un modelo digital de un activo. Entre estas se incluyen las siguientes:
Internet de las cosas
El Internet de las Cosas (IoT) conecta numerosos dispositivos a través de la red, utilizando tecnología para facilitar la comunicación tanto con la nube como entre los dispositivos. Gracias a los avances en microchips económicos y telecomunicaciones de gran ancho de banda, hoy día contamos con miles de millones de dispositivos conectados a internet. Los gemelos digitales aprovechan datos de sensores IoT para enlazar objetos físicos con sus réplicas digitales, permitiendo el monitoreo en tiempo real mediante a través de plataformas de software o paneles de control como la de IMOVA.
Inteligencia artificial
La inteligencia artificial (IA) es el campo de la informática que se dedica a resolver problemas cognitivos comúnmente asociados a la inteligencia humana, como el aprendizaje, la resolución de problemas y el reconocimiento de patrones. El machine learning (ML) es una técnica de IA que desarrolla modelos estadísticos y algoritmos para que los sistemas informáticos realicen tareas sin instrucciones explícitas, basándose en patrones y en la inferencia. La tecnología de gemelos digitales utiliza algoritmos de machine learning para procesar grandes cantidades de datos de sensores e identificar patrones de datos. La inteligencia artificial y el machine learning (AI/ML) proporcionan información sobre la optimización del rendimiento, el mantenimiento, la producción de emisiones y la eficiencia.
Los gemelos digitales frente a las simulaciones
Tanto los gemelos digitales como las simulaciones son simulaciones virtuales basadas en modelos, pero existen algunas diferencias clave. Las simulaciones se utilizan normalmente para el diseño y la capacitación, y en ciertos casos, para la optimización sin conexión. Los diseñadores introducen cambios en las simulaciones para observar situaciones hipotéticas. Los gemelos digitales, en cambio, son entornos virtuales complejos con los que se puede interactuar. Estos entornos se actualizan en tiempo real y son más grandes en términos de escala y aplicación.
Por ejemplo, considere una simulación de grúa de cualquier tipo. Un nuevo conductor puede obtener una experiencia de entrenamiento inmersiva, aprender cómo funcionan varias partes del vehículo y medirse ante diferentes escenarios del mundo real mientras conduce virtualmente. Un gemelo digital de la grúa está vinculado al vehículo físico y sabe todo sobre la maquinaria real, como las estadísticas de rendimiento vitales, las piezas reemplazadas en el pasado, los posibles problemas observados por los sensores, los registros de servicio anteriores y más.
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