¿Qué es un gemelo digital?

Un gemelo digital es una tecnología emocionante que nos permite explorar una amplia gama de posibilidades y obtener una mejor comprensión de los complejos sistemas del mundo real. Esta representación virtual de entidades y procesos físicos se compone de tres componentes principales: la entidad física en el espacio real, el gemelo digital en forma de software y, finalmente, los datos que vinculan estos dos elementos. Los gemelos digitales ya se están utilizando tanto para reducir costos como para aumentar la eficiencia en muchas industrias, y su potencial para mejorar aún más nuestras capacidades es cada vez más claro.

Un gemelo digital permite a las organizaciones obtener información sin precedentes sobre el rendimiento de sus objetos físicos. Al instalar varios sensores de producción de datos en el objeto y transmitir esa información a un sistema de procesamiento, la copia virtual se puede mejorar continuamente a medida que se cargan y analizan datos en tiempo real. Esta capacidad de generar información proporciona una solución eficaz para las organizaciones que buscan mejoras en áreas como la producción de energía y la regulación de la temperatura.

Detrás de esto hay un enfoque eficiente que utiliza simulaciones y estudios de problemas de rendimiento para informar estas mejoras antes de que se implementen realmente en el objeto original, lo que reduce en gran medida los costos y el tiempo asociado con la realización de estas transformaciones.

Diferencia entre gemelos digitales y simulaciones

Los gemelos digitales y las simulaciones son herramientas poderosas para estudiar las complejidades de un sistema. Si bien ambos utilizan modelos digitales para estudiar y replicar las funciones del sistema, la diferencia clave radica en la escala: las simulaciones generalmente se enfocan en un proceso, mientras que los gemelos digitales se pueden usar para ejecutar múltiples simulaciones para una visión más holística de sus operaciones complejas.

Los gemelos digitales son mucho más que un modelo estático: ofrecen un entorno interactivo que proporciona un conjunto de información mucho más rico para el análisis. Al utilizar este espacio virtual, los usuarios pueden evaluar con mayor precisión cómo funcionarán sus sistemas en diferentes escenarios, proporcionando información valiosa que a menudo permite a las empresas tomar decisiones mejor informadas.

Las diferencias entre las simulaciones y los gemelos digitales se extienden incluso más allá de este contexto. Las simulaciones carecen de los datos de retroalimentación en tiempo real para medir la precisión, mientras que un gemelo digital está configurado para comunicarse bidireccionalmente, tomando datos de los sensores de objetos y luego compartiendo los conocimientos que genera con esa misma fuente. Esta estructura habilitada por los gemelos digitales ayuda a generar modelos y respuestas más precisos, lo que permite a los usuarios acceder a inteligencia procesable instantánea.

Los gemelos digitales están demostrando estar revolucionando la forma en que las organizaciones pueden simular y planificar los posibles resultados del mundo real. Al aprovechar los entornos virtuales y la potencia informática mejorada disponible, además de tener acceso a datos más actualizados recopilados de una amplia gama de áreas, los gemelos digitales pueden evaluar problemas desde un espectro de puntos más amplio que el que pueden ofrecer las simulaciones tradicionales. Esta capacidad mejorada presenta un potencial prácticamente ilimitado para mejorar los productos, planes y procesos de manera sustancial.

Los gemelos digitales están revolucionando la forma en que las organizaciones pueden simular y planificar los posibles resultados del mundo real. Al aprovechar los entornos virtuales y la potencia informática mejorada disponible, además de tener acceso a datos más actualizados recopilados de una amplia gama de áreas, los gemelos digitales pueden evaluar problemas desde un espectro de puntos más amplio que el que pueden ofrecer las simulaciones tradicionales. Esta capacidad mejorada presenta un potencial prácticamente ilimitado para mejorar los productos, planes y procesos de manera sustancial.

Tipos de gemelos digitales

Hay varias formas de clasificar los gemelos digitales, pero algunos de los tipos y métodos más comunes incluyen:

Componentes gemelos

Los gemelos de componentes son réplicas digitales de una pieza individual en un sistema o producto, que brindan opciones para garantizar la durabilidad en la aplicación de la vida real. A través de estos modelos digitales, los diseñadores e ingenieros pueden simular escenarios dinámicos que las piezas individuales pueden encontrar durante el uso.

Esta práctica les permite evaluar la integridad de la pieza y realizar las mejoras necesarias para garantizar su confiabilidad. Los escenarios simulados podrían representar varios niveles de estrés y calor que la pieza puede experimentar, lo que permite a los diseñadores ajustar sus especificaciones de manera adecuada. Con los gemelos de componentes, es posible identificar posibles debilidades incluso antes de que existan en la realidad.

Gemelos de activos

Los gemelos de activos, o gemelos de productos, proporcionan una forma única de visualizar el funcionamiento de los productos físicos y sus diversos componentes. Al ofrecer encarnaciones virtuales de productos del mundo real, los gemelos de activos permiten a los expertos en numerosos campos, como la ingeniería y el mantenimiento, obtener información sobre cómo funcionan los sistemas en conjunto.

Por ejemplo, los gemelos de activos se pueden utilizar de manera efectiva para monitorear el rendimiento de una turbina eólica e identificar qué componentes son más propensos a fallar debido al desgaste regular. De esta manera, los gemelos de activos pueden resultar invaluables para evaluar el estado de las máquinas en una variedad de industrias diferentes.

Gemelos del sistema

Los gemelos de sistema, también conocidos como gemelos de unidad, proporcionan una representación virtual de sistemas formados por muchos productos interrelacionados. Al modelar productos individuales y sus interacciones como parte de un sistema complejo, es posible identificar oportunidades para aumentar la eficiencia y la productividad. Los sistemas gemelos actúan como una lente a través de la cual las organizaciones pueden obtener información sobre la relación entre los productos y la demanda de los clientes, lo que les permite optimizar los procesos para obtener el máximo rendimiento.

Con esta visibilidad adicional de las operaciones, las empresas pueden adoptar un enfoque más proactivo para la resolución de problemas y garantizar que todos los componentes funcionen en armonía entre sí. Esta poderosa tecnología ofrece a las empresas una oportunidad emocionante para aumentar la eficiencia al comprender cómo interactúan sus activos y mejorar el sistema actual.

Gemelos de proceso

El concepto de gemelos de procesos ofrece una nueva y emocionante perspectiva sobre soluciones digitales para propietarios de negocios y tomadores de decisiones. Con un gemelo de proceso, se pueden modelar todos los niveles de operaciones, desde sistemas a gran escala hasta pequeños detalles. Esto permite a las empresas obtener información predictiva sobre posibles problemas, desarrollar recomendaciones y planes de acción basados ​​en patrones actuales o escenarios previstos y optimizar los modelos de producción para garantizar la máxima eficiencia.

Los gemelos de procesos son pioneros en una nueva revolución en la forma en que vemos el sistema interconectado moderno en industrias como la fabricación y ayudan a fomentar la agilidad dentro de las organizaciones a medida que se esfuerzan por seguir siendo competitivas en el mercado en constante evolución.

Beneficios de los gemelos digitales

Los gemelos digitales ofrecen una variedad de beneficios, como reducir el costo y el riesgo de trabajar en los aspectos físicos.

Algunos de los otros beneficios principales de los gemelos digitales incluyen:

Mayor eficiencia

Los gemelos digitales pueden aliviar los dolores de cabeza asociados con los procesos de fabricación del mundo real de posproducción al permitir el monitoreo automatizado de todo el sistema de múltiples partes. Mediante el uso de modelos digitales para reflejar los sistemas de producción físicos, los fabricantes pueden ser más proactivos para garantizar el máximo rendimiento y eficiencia durante todos los pasos del proceso.

Los gemelos digitales ofrecen un nivel de transparencia y flexibilidad que los procesos manuales simplemente no pueden igualar. Con la capacidad de evaluar rápidamente fluctuaciones menores o consecuencias no deseadas en las operaciones de la máquina, los ejecutivos pueden tomar decisiones informadas para lograr una mejora continua en el desempeño de su organización. Todo esto coloca a los gemelos digitales en una posición ideal para servir como poderosos instrumentos para los fabricantes modernos que se esfuerzan por lograr un rendimiento y una conservación de la energía óptimos.

Mejor I+D

El uso de gemelos digitales para informar las decisiones de investigación y diseño se ha vuelto cada vez más popular debido a su capacidad para generar datos e informes completos sobre los posibles resultados de rendimiento de los productos.

Esta abundancia de datos otorga una perspectiva increíble y permite a las empresas tomar decisiones informadas sobre posibles refinamientos de productos sin comenzar el costoso proceso de producción. Con los gemelos digitales, las empresas pueden tener una idea clara de cómo funcionará su producto en varios escenarios o aplicaciones antes de invertir en la fabricación a gran escala. Esto no solo ayuda a ahorrar dinero y recursos, sino que también garantiza que los clientes reciban productos de mayor calidad, ya que las empresas enfatizan el refinamiento en lugar del ensayo y error.

Productos al final de su vida útil

Los gemelos digitales son una herramienta valiosa para que los fabricantes administren de manera eficiente y efectiva el ciclo de vida del producto. Pueden usar esta información para optimizar los pasos finales dentro del procesamiento del producto, lo que les permite ahorrar costos y garantizar el cumplimiento normativo. Los gemelos digitales permiten a los fabricantes analizar la composición de los materiales y obtener información sobre lo que se puede recolectar de los productos en las etapas finales de su vida útil, lo que significa que pueden decidir cómo y cuándo reciclar o reutilizar los materiales.

Este conocimiento tiene el potencial de tener un impacto positivo y duradero para ayudarlos a reducir costos, reducir su huella de carbono, así como impulsar nuevas metodologías para iniciativas de sostenibilidad.

Other Benefits

Algunos de los otros beneficios de los gemelos digitales incluyen una mayor eficiencia operativa, mayor tiempo de actividad de los equipos, mayor confiabilidad y disponibilidad a través del monitoreo y la simulación, menores costos de mantenimiento y mejoras continuas.

Casos de uso de gemelos digitales

Las industrias que más confían en los gemelos digitales incluyen:

• Fabricación: El sector industrial está a la vanguardia del aprovechamiento de los gemelos digitales, y se ha visto una amplia implementación en esta área. Durante muchos años, los fabricantes han utilizado réplicas virtuales para modelar componentes, productos, sistemas y fábricas completas, lo que les permite obtener información sin precedentes sobre sus procesos operativos.
• Cuidado de la salud: A través de los gemelos digitales, los profesionales médicos están empoderados para optimizar los diagnósticos y tratamientos mientras evitan los riesgos de las pruebas del mundo real. Al aprovechar los registros de salud electrónicos, los datos de secuenciación del genoma, los resultados de imágenes y otra información del paciente junto con los conocimientos de investigación comparativos anónimos, los proveedores pueden determinar con confianza las mejores opciones de terapia para sus pacientes con mayor precisión que nunca.
• Energía: Las compañías eléctricas están a la vanguardia de la tecnología, explorando gemelos digitales para revolucionar las centrales eléctricas, las redes e incluso los sistemas de energía renovable. Este enfoque innovador podría permitir un control sin precedentes sobre los protocolos de mantenimiento y el monitoreo de la producción para maximizar la eficiencia de las instalaciones solares y los parques eólicos, un paso crítico hacia la neutralidad de carbono. En el futuro, las redes de redes eléctricas completas pueden replicarse con gemelos digitales de procesos.
• Urbanismo: A través de la tecnología de los gemelos digitales, las ciudades y los grandes proyectos de construcción pueden conectarse digitalmente para mejorar la infraestructura. El uso de tecnologías IoT junto con análisis de IA hace posible que las iniciativas de ciudades inteligentes aumenten la eficiencia energética al tiempo que optimizan los servicios de transporte a escala nacional.
• Comercio minorista y comercio electrónico: Los minoristas están aprovechando los gemelos digitales para transformar la experiencia de compra, desde la colocación de productos y la optimización del viaje del cliente en las tiendas físicas, hasta impulsar el compromiso en línea a través de modelos de tiendas virtuales. La innovación también está revolucionando las imágenes con imágenes 3D renderizadas con un detalle sin precedentes, creando una experiencia de visualización hiperrealista.