Gemelos digitales: Duplicando el potencial de innovación

La tecnología que hay detrás de los gemelos digitales puede hacer grandes cosas por tu negocio: Minimizar los ratios de error, acortar los ciclos de desarrollo o asegurar que es factible fabricar un producto.


Muchas empresas están ya acostumbradas a utilizar modelos digitales, por ejemplo en procesos de fabricación. El diseño asistido por ordenador (CAD) ayuda en el desarrollo de productos, mientras que las revisiones de diseño ayudan a examinar de forma amplia y sistemática un diseño para asegurarnos de que se ajusta a nuestros requisitos.

Ambos tipos de aplicación te permiten probar sistemas, equipos y productos mucho antes de que comience su fabricación. Pero los gemelos digitales hacen su aparición una vez que los productos empiezan a utilizarse. Son representaciones virtuales de productos o sistemas que permiten visualizar digitalmente y paso a paso las diferentes etapas de fabricación y la cadena de suministros correspondiente.

A través de la Internet de las Cosas (IoT) hemos aprendido que son evidentes las ventajas que tiene asociar lo real a lo digital: Investigaciones y pruebas a medida con costes, recursos y personal reducidos. Ya no hace falta construir prototipos y se ahorra mucho tiempo identificando fallos una vez el producto está en uso. Existen soluciones de este tipo en la nube, que pueden ser utilizadas por profesionales para implantarlas en nuestra empresa.

Cuatro diferentes gemelos digitales que pueden utilizar las empresas

La replicación de gemelos digitales en el mundo virtual proporciona una enorme cantidad de datos e información con la granularidad necesaria. Aquí están los diferentes tipos:

  • El producto gemelo digital se utiliza en desarrollo de producto. Permite definir un producto de forma virtual antes de que comience su fabricación. Los datos obtenidos durante las simulaciones ayudan a mejorar todos los aspectos del producto. Estamos hablando de modelos 3D/CAD, pruebas y simulaciones necesarias durante el desarrollo del producto.
  • La fábrica gemela digital se utiliza cuando se diseñan fábricas, máquinas, sistemas, herramientas y pruebas. Este tipo de gemelo digital ayuda, monitoriza y optimiza los procesos de producción.
  • El servicio gemelo digital es el registro digitalizado de un producto. Se registran cifras de producción, tiempos de producción, precisión en los tiempos de entrega y calidad del producto.
  • La organización gemela digital se ocupa de replicar sus proceso de forma global y optimizada, aumenta la seguridad y protección de los datos.

Las áreas en las que puede ser potencialmente útil utilizar un gemelo digital son muy variadas, y dependen de la fase en que se encuentre el ciclo de vida de ese producto. La forma más sencilla y más utilizada es el producto gemelo. Se desarrolla durante las primeras fases de la adquisición de datos y proporciona resultados que se utilizan para aplicaciones subsiguientes.

De acuerdo con una encuesta de Gartner, un 13% de las 600 empresas entrevistadas utilizan gemelos digitales. De ellas, el 88% utiliza para llevar a cabo simulaciones.

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¿Qué empresas están utilizando esta tecnología?

  • El fabricante italiano de coches deportivos Maserati utiliza gemelos digitales para reducir a la mitad el tiempo que le lleva desarrollar un nuevo vehículo.
  • El fabricante de aviones Airbus utiliza los gemelos digitales para coordinar 12.000 proveedores que le proporcionan los tres millones de componentes diferentes que se requiren para construir un A319.
  • La fábrica Siemens en Amberg, que es una fábrica inteligente, ha alcanzado grandes cotas en esta tecnología. Esta experiencia tan positiva se ha recogido en aplicaciones que utiliza la empresa, y que ahora se están utilizando a través de una nueva empresa para prestar esta tecnología como servicios a otras compañías.
  • Los desarrolladores de Daimler utilizan un bloque de motor virtual para simular cómo se comportan las diferentes partes de un motor a distintas velocidades.
  • Los puertos de Rotterdam y Hamburgo tienen ya en servicio gemelos digitales, en los que se replican únicamente aspectos relacionados con las operaciones, no todas en todas las instalaciones del puerto.
  • El Reino Unido está trabajando en un proyecto enorme que consistirá en un gemelo digital de toda la infraestructura del país. El objetivo es mejorar y simplificar la planificación y el mantenimiento, y hacerlo mediante el uso de inteligencia artificial.

Un gemelo digital necesita un hilo conductor digital

Los gemelos digitales necesitan datos, algoritmos y sensores, pero incluso más que eso, necesitan un marco que regule el acceso a los datos. Necesitan un hilo conductor digital, que navegue en el laberinto de los datos y establezca correlaciones entre ellos.

El hilo conductor digital se asegura de que todas las personas que estén relacionadas con un proceso tengan acceso a los últimos datos obtenidos mediante los sensores. Desgraciadamente esto implica que el personal tiene que emplear bastante tiempo analizando esos datos, y más si provienen de diferentes sistemas de información.

Hay hilos conductores para diferentes productos. Un hilo puede ocuparse de todo el ciclo de vida de un producto. Puede conectar los requisitos de diseño a su implementación a las instrucciones de fabricación a la gestión de proveedores y a cosas que ocurren en el lado del cliente.

Es la única forma de asegurarse de que el fabricante recibe una visión completa de las propiedades y comportamiento de su producto. Un hilo digital es esencial también para el análisis y la mejora, porque el sistema proporcionará siempre los últimos datos e información a los departamentos.

Infographic about the workflow with a digital twin

Las mejoras se introducen mediante un ciclo perpetuo

¿En qué áreas de negocio deberían utilizarse los gemelos digitales?

Échale un vistazo a las ventajas que proporcionan los gemelos digitales y tendrás tu respuesta: A todas las áreas.

  • Los gemelos digitales reducen los plazos de ejecución hasta en un 30%. Utilizando sensores que suministren análisis de datos en tiempo real pueden mejorar la eficiencia en el uso de las máquinas de fabricación en un 20%.
  • Mejoran nuestra comprensión y capacidad de predicción de las capacidades actuales, la eficacia y las operaciones de los equipos y productos.
  • Los resultados de negocio mejoran objetivamente mediante el uso de la Internet de las Cosas (IoT) y la visualización de los datos y su análisis.
  • La integración con la IT permite tener una visión completa de los productos y los sistemas en tiempo real.
  • Todas las áreas de un negocio se pueden beneficiar del uso de los servicios gemelos digitales. Reflejan la estructura de la organización de un negocio, sus sistemas, procesos y flujos de trabajo.

¿Qué necesito para ponerlo en marcha?

Las PYMEs hará bien en no cargar las tintas cuando se trate de crear un hilo conductor digital y un gemelo digital. Es mejor empezar poco a poco. Recomendamos adoptar el procedimiento que es común en el modelo de desarrollo de software ágil y que se ha convertido en habitual en la Industria 4.0: El “mínimo producto viable”. Este método permite minimizar los riesgos cuando se están desarrollando productos, servicios y modelos de negocio.

El “mínimo producto viable” puede ser una versión de un nuevo productos, servicio o idea de negocio que se puede arrancar con poco esfuerzo.

Idealmente, se empieza con un objeto físico o un grupo de productos con el que crear un gemelo digital que almacena todos los datos proporcionados por los sensores, la maquinaria y los partners. Esto va desde el desarrollo o la distribución hasta el uso. Trabajando de esta forma en la transformación digital se consigue el punto de partida ideal sobre el que extender el hilo conductor.

Para emprender este camino, las empresas necesitan disponer del personal adecuado que pueda interpretar los datos. Los equipos que se ocupan de estas tareas están compuestos idealmente por científicos de datos que puedan extraer información útil en la práctica a partir de los gemelos digitales.

Se necesita además disponer del software adecuado, que cumpla con los requisitos de diseño, simulación y análisis. El coste de creación de uno de estos gemelos digitales dependerá de los requisitos que tenga que cumplir.

En los últimos tiempos los costes de proceso, almacenamiento y ancho de banda se han reducido drásticamente, por lo que se ha hecho factible disponer de gemelos digitales en muchas áreas de la empresa, especialmente si se trata de reflejar el ciclo de vida total de un producto.

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¿Cómo funciona un gemelo digital en una empresa?

  • Llevando a cabo análisis de riesgo
  • Llevando a cabo pruebas, simulaciones y evaluaciones para el desarrollo de un producto
  • Probando nuevos modelos de negocio
  • Enriqueciendo procesos duplicados utilizando para ello procesos artificiales e IoT para la mejora continua mediante interacciones en tiempo real y aprendizaje

¿Qué puede evitarnos un gemelo digital?

  • Incidentes como la combustión del Samsung Galaxy 7, que se iniciaba cuando el teléfono se encontraba en un avión debido a los cambios de presión.
  • Problemas logísticos aún no resueltos. Una televisión pasaba todas las pruebas de calidad, pero no funcionaba al llegar a la casa del cliente. ¿Qué ocurría? Al analizar los datos logísticos almacenados en el gemelo digital se descubrió que había sido transportada en un barco mercante que había sufrido los efectos de una tormenta y debido a ello el contenedor había sido sacudido.
  • Contaminación sonora causada por una autopista en áreas residenciales de Singapur. Dassault Systèmes creó un gemelo digital de toda la ciudad estado.
  • Ayuda a los urbanistas a predecir los efectos de la construcción de edificios antes de que se produzcan.

¿Es seguro tener los datos de mi negocio en un gemelo digital?

La forma más segura de avanzar en la tecnología de gemelos digitales es probablemente el modelo en la nube. En los últimos años los proveedores de servicios en la nube han certificado sus infraestructuras y centros de datos para convertirse en los guardianes de los datos y cumplir con todos los requisitos de seguridad de IT y los requisitos de la Industria 4.0.

Pero no es sólo la IT la que tiene que cumplir esos requisitos. Cada vez más los gemelos digitales se emplean en fabricación. Su uso en la gestión de instalaciones de producción no siempre coincide con otros requisitos. Por ejemplo, la salud y seguridad laboral de los trabajadores puede entrar en conflicto con el objetivo de menores tiempos de parada.

En estos casos los sistemas deben de una forma estable que permita integrar paradas de emergencia. Este requisito tiene que cumplirlo también la réplica digital de la unidad real de producción.

Las capacidades de innovación de un gemelo digital sirve para proteger áreas financieras y de innovación sensibles. El gemelo permite incluso replicar toda la estructura de una empresa. Se pueden definir grandes áreas y subdividirlas en otras más pequeñas que tienen sus propios mecanismos de protección, aislando determinados flujos de datos para que no estén accesibles a todo el mundo en la empresa.

¿Un bote de crema facial necesita un gemelo digital?

Pues sí. Cada producto físico puede tener un gemelo digital, y estos pueden ser esenciales para el empaquetado de productos de consumo, por ejemplo cuando se trata de enviar un mismo producto a diferentes países con diferentes normas respecto al empaquetado.

Se trata de gestionar digitalmente elementos como el idioma, los tipos de letra, las fotos y los colores, reduciendo así el trabajo manual. Los gemelos digitales ayudan a reducir los costes de esta parte de la producción.

Los gemelos digitales son réplicas de productos reales. Minimizan los porcentajes de error, acortan los ciclos de desarrollo, aseguran que un producto puede producirse y reducen los costes. #jobwizards https://bit.ly/2PAePKq

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