En este artículos vamos a abordar un concepto cada vez más referenciado en el ámbito tecnológico, ¿Qué es un gemelo digital
Un gemelo digital es esencialmente un avatar de un objeto físico en el mundo virtual, que permite a las personas operar, gestionar y supervisar a distancia su rendimiento mediante la recopilación de datos de los sensores incorporados. La tecnología de gemelos digitales es un elemento clave de la transformación digital.
El concepto de gemelos digitales se remonta a los esfuerzos de la NASA con el programa de exploración espacial en la década de 1960. Esta tecnología dio un paso más en 2002, cuando Michael Grieves presentó públicamente el concepto y el modelo del gemelo digital en una conferencia de la Sociedad de Ingenieros de Fabricación en Troy, Michigan. En 2010, John Vickers, de la NASA, introdujo un nuevo uso del término gemelo digital que no se limitaba a las industrias manufactureras, sino que se aplicaba a todos los sectores, incluidos el de la construcción, la ingeniería, el transporte y el aeroespacial.
Tabla de contenidos Qué es un gemelo digital
Definición de gemelo digital
Un gemelo digital es una representación digital tridimensional de un objeto físico. Los gemelos digitales son réplicas virtuales de dispositivos físicos, infraestructuras o edificios que pueden controlar, supervisar y analizar su funcionamiento, rendimiento y deterioro. Estos modelos también pueden utilizarse para simular el estado futuro de un sistema antes de que se realicen los cambios, de modo que puedan predecirse los posibles resultados.
Los gemelos digitales permiten a los usuarios tomar decisiones más informadas sobre cuándo sustituir o actualizar componentes, reducir el tiempo de inactividad o incluso evitarlo por completo, proporcionando alertas proactivas para el mantenimiento predictivo.
Han demostrado su utilidad para el mantenimiento y el análisis predictivo en sectores como los servicios públicos, el transporte, la sanidad, la construcción, el comercio minorista, la medicina, la fabricación, la agricultura, la gestión de infraestructuras, la automoción, la industria aeroespacial y la defensa.
Las empresas manufactureras las utilizan cada vez más para hacer más eficientes los procesos de producción gestionando las operaciones tanto en el mundo virtual como en el real. Estos gemelos trabajan juntos para mejorar la eficiencia del mantenimiento, el tiempo de actividad y el rendimiento.
Por ejemplo, Airbus y otros fabricantes de medios de transporte avanzados utilizan gemelos digitales para para evaluar sus aviones. Con el uso de sensores pueden recopilar datos sobre estos productos, y con el modelado algorítmico de su comportamiento a lo largo del tiempo, los gemelos digitales permiten realizar análisis de diagnóstico, predictivos y normativos en el contexto de la excelencia operativa.
Así, en lugar de esperar a que la máquina se estropee, estos modelos pueden identificar los posibles problemas antes de que se produzcan, ahorrando dinero en costes de reparación imprevistos, mano de obra, tiempo de inactividad y pérdida de productividad.
¿Cómo funcionan los gemelos digitales?
Un gemelo digital es un modelo 3D de un activo físico con inteligencia artificial (IA) creado para proporcionar información sobre el rendimiento del activo físico correspondiente. Para ello, recopila todos los datos sobre el activo.
A continuación, puede analizar estos datos y decidir qué hay que arreglar o mejorar. Los gemelos digitales también pueden predecir un posible fallo antes de que ocurra, por lo que se pueden tomar medidas proactivas para evitar cualquier problema antes de que ocurra. Con un gemelo digital, las empresas pueden comprender mejor el estado operativo de sus activos y tomar decisiones más inteligentes basadas en la información de los datos.
Como cada empresa es única, no hay un enfoque único para crear un gemelo digital para ellas. Sin embargo, una cosa permanece constante: El paso inicial es siempre acceder a todos los datos posibles sobre el activo físico. Cuanto más detallada sea, mejor.
A partir de ahí, crea un modelo 3D de ese activo para utilizarlo como base para crear el gemelo digital. Una vez completado el modelo, instala varios sensores y recoge múltiples puntos de datos.
Si hay que decidir qué sensor se adapta mejor a su negocio, intente comparar sus características con las de otros modelos similares. De este modo, se asegurará de no acabar con lagunas de información en su gemelo digital.
Tipos de gemelos digitales
Los gemelos digitales pueden controlar, analizar y predecir el comportamiento futuro de todo un sistema de producción o el rendimiento de activos individuales. Estos modelos digitales pueden simular diversos escenarios para tomar decisiones estratégicas sobre la mejor manera de explotar un activo. Hay cuatro tipos de gemelos digitales.
Componente o gemelos del componente
Los gemelos de los componentes o de las piezas se refieren a la representación digital de las partes individuales de un sistema o máquina. Es la forma básica de los gemelos digitales y simula la instancia más pequeña de un componente funcional para conservar los datos sobre su estado, uso y rendimiento.
Gemelos Activos
Los gemelos de activos o de productos son una simulación virtual de la interoperabilidad de dos o más componentes individuales. Por ejemplo, una instalación de datos tiene muchas piezas que deben funcionar todas para que la instalación funcione de forma óptima.
Un gemelo digital podría permitir simular las interacciones entre estos diferentes componentes y ver si una parte interrumpe la funcionalidad de otra dentro de ese entorno simulado.
Gemelos del sistema o de la unidad
Los gemelos de sistema, también conocidos como gemelos de unidad, son una representación virtual de la interoperabilidad de múltiples activos del sistema. Estos gemelos consisten en datos relativos a todo el sistema o producto y sus componentes individuales.
Con la tecnología de sistemas gemelos, puede seguir el comportamiento de sus productos a lo largo del tiempo. Esto permite a los ingenieros identificar anomalías en la forma en que estos productos interactúan entre sí y realizar los ajustes necesarios.
Gemelos de proceso
Los gemelos de proceso son representaciones digitales de sistemas que trabajan juntos para crear una instalación de fabricación completa. No se limitan a los objetos físicos, sino que ayudan a trazar un mapa de lo que ocurre en el mundo empresarial y proporcionan datos que pueden utilizarse para predecir posibles problemas antes de que se produzcan.
Los gemelos de proceso representan diferentes partes de una empresa, incluyendo la maquinaria, los flujos de trabajo y los trabajadores. Los gemelos de los procesos permiten a las empresas identificar de forma proactiva los riesgos y las áreas problemáticas, lo que conduce a una mayor eficiencia en todos los niveles de la empresa. Ayudan a las empresas a identificar los cuellos de botella, aumentar la eficiencia y reducir los costes.
Beneficios de los gemelos digitales
Los beneficios de los gemelos digitales pueden ser enormes para cualquier empresa. Permiten operaciones más eficientes, tiempos de respuesta más rápidos, una mejor previsión de la demanda, un mantenimiento más eficiente, una rápida innovación, una mayor seguridad y una mayor colaboración de los empleados.
Incluso una pequeña empresa puede aprovechar las ventajas de los gemelos digitales. Sin embargo, es importante reconocer que no todas las industrias tendrán las necesidades exactas de los gemelos digitales que pueden tener otras industrias.
Los gemelos digitales permiten a las empresas optimizar sus operaciones a un nivel granular.
Ayudan a las empresas a ser más eficientes a la hora de optimizar el rendimiento de sus activos, recursos y desempeño del personal.
También ayudan a las organizaciones a ahorrar dinero al anticiparse a los problemas antes de que ocurran.
Proporcionan a los gestores una visión de los KPI críticos que históricamente han sido difíciles de medir o seguir porque no había forma de que una organización supiera lo que su equipo está haciendo las 24 horas del día.
También ofrecen visualización de datos en tiempo real, lo que significa que puede ver cómo se desarrollan los acontecimientos a medida que se producen y reaccionar en consecuencia.
Ofrece a los empleados acceso a los datos operativos para que sepan lo que está ocurriendo en todo momento, lo que conduce a una mejor comunicación entre los empleados sobre posibles problemas y oportunidades.
Casos de uso y ejemplos de gemelos digitales
Producción
Los gemelos digitales son increíblemente beneficiosos para las empresas de fabricación que llevan décadas utilizando la impresión 3D. Lo mejor es que el proceso está casi completamente automatizado con la ayuda de la inteligencia artificial (IA).
En la fabricación, un gemelo digital proporciona una representación virtual de objetos modelados o máquinas del mundo real. Si el sistema con inteligencia artificial detecta un problema, alertará automáticamente a un ingeniero de lo que ocurre para que pueda solucionarlo antes de que algo vaya mal.
Atención sanitaria
Los gemelos digitales en la sanidad supervisan el uso y el mantenimiento de equipos médicos como tanques de oxígeno, escáneres de rayos X, escáneres de TC, máquinas de resonancia magnética y equipos de diálisis. Los gemelos digitales también ayudan a prever las necesidades futuras de equipos en función de la carga de los equipos existentes.
Por ejemplo, supongamos que el gemelo digital detecta que un equipo empieza a funcionar mal debido al envejecimiento. En este caso, dará la señal oportuna a los ingenieros, que cambiarán de aparato mientras reparan el que funciona mal.
Cadena de suministro
El sector de la cadena de suministro podría utilizar los gemelos digitales para obtener información sobre su sistema logístico. Un gemelo digital podría ser un mapa virtual de almacenes, puertos y centros de distribución. La cartografía virtual permite a las organizaciones saber dónde se encuentran los productos en cada momento de la cadena de suministro para poder tomar decisiones más informadas.
Entre ellas se encuentran conocer el almacén más eficiente para el envío, determinar qué pedido debe ir primero al procesar los envíos, garantizar el cumplimiento de las normas de seguridad en el tránsito e identificar los riesgos en el camino.
Construcción y edificación
Las obras de construcción de todo el mundo están equipadas con dispositivos inteligentes que miden todo, desde la temperatura, la humedad, los niveles de iluminación y la presión del aire. Con los datos generados por estos dispositivos centralizados en un entorno de simulación de gemelos digitales, los constructores tienen ahora acceso a información exhaustiva sobre los diseños y materiales del edificio mucho antes de que comience la construcción.
Venta al por menor
Los gemelos digitales se utilizan en el comercio minorista para modelar y simular a los clientes con el fin de mejorar su experiencia. Los datos de los clientes recogidos a través de los gemelos digitales proporcionan a los minoristas una valiosa información sobre los hábitos de los compradores y permiten a las marcas crear campañas de marketing personalizadas.
El futuro de los gemelos digitales
En el futuro, los gemelos digitales se convertirán en algo habitual en todos los sectores. Las empresas las utilizarán para tomar decisiones más inteligentes, reducir el riesgo, mejorar la eficiencia y ofrecer a los consumidores una mejor experiencia.
El sector mundial de los gemelos digitales está valorado en aproximadamente 6. mil millones de Euros al año y se prevé que alcance los 123 mil millones de Euros alrededor de 2030, creciendo a una tasa de crecimiento anual compuesta de un 39,48% de 2022 a 2030.
Estas cifras reflejan el enorme potencial de esta tecnología, ya que cada vez son más las empresas que aprovechan sus posibilidades.
Que es un Gemelo Digital Video
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Conclusiones Qué es un gemelo digital
Un gemelo digital es una copia digital o virtual de activos, productos, servicios o procesos físicos.
Los gemelos digitales fueron utilizados por primera vez por el Dr. Michael Grieves en 2002.
La NASA fue una de las primeras en utilizar esta tecnología para las misiones de exploración espacial.
Los Gemelos Digitales conectan el mundo real y el virtual recogiendo datos en tiempo real de los sensores instalados.
Los datos recogidos se descentralizan localmente o se almacenan de forma centralizada en una nube.
A continuación, los datos se evalúan y simulan en una copia virtual de los activos.
Tras recibir la información de la simulación o la emulación… los parámetros se aplican a los activos reales.
Esta integración de datos en representaciones reales y virtuales … ayuda a optimizar el rendimiento de los activos reales.
Los gemelos digitales pueden utilizarse en varias industrias:
- Fabricación
- Automoción
- Construcción
- Servicios públicos
- Sanidad
- y muchos otros
Los gemelos digitales son la próxima gran novedad de la cuarta revolución industrial para el desarrollo de nuevos productos, servicios y procesos.
