Mayo 23, 2019

Gemelos Digitales en la transición a la Industria 4.0

Representaciones digitales de máquinas, conectadas en tiempo real, permiten mayor precisión y evitan fallos.

Las compañías que deseen estar a la vanguardia de sus competidores, especialmente en las industrias de fabricación e ingeniería, deberán considerar la implementación de gemelos digitales. Según datos de la consultora Gartner para el 2021, el 50% de las grandes empresas industriales los utilizarán, lo que resultará en una mejora del 10% en la efectividad de estas organizaciones.

Para entender qué es un gemelo digital, Eduardo Gorchs, gerente de Digital Industries en Siemens, lo define como “un modelo virtual de un proceso, producto o servicio, a través de la información obtenida de sensores”.

Dicha unión del mundo físico con el virtual permite la monitorización de sistemas para la generación y transporte de energía, la producción industrial e infraestructuras. Esta conexión implica que lo que simulas en el mundo digital es lo que va a suceder en el mundo físico y viceversa.

“Permite a los sistemas monitorear su propia condición, y simular el comportamiento futuro en tiempo real, planificar de manera más eficiente y acortar los ciclos de diseño del producto. Un objetivo central es proporcionar simulaciones para una gama más amplia de usuarios y casos de uso. Las mayores eficiencias se logran en las etapas iniciales, reduciendo el time to market y el ciclo de vida de la planta, o por la introducción de estrategias de mantenimiento predictivo”, agrega Gorchs.

Parte de la industria 4.0

Los gemelos digitales pertenecen al ámbito de IoT (Internet of Things), que es un área de innovación definida por ser una red de todas las unidades electrónicas, que puede recopilar y compartir datos a través de sensores, pero es especialmente valiosa para la Industria 4.0, porque funciona en muchos contextos con diferentes propósitos.

Es importante mencionar que la base de la tecnología de los gemelos digitales no es tan nueva. Durante años, los fabricantes han utilizado modelos de producción digital que podrían recopilar datos como las indicaciones de temperatura y presión y, a través de ellos, realizar simulaciones de sus procesos de producción.

Sin embargo, lo que hace que sean relevantes como concepto es que ahora con los datos en formato 3D, ha hecho posible que las simulaciones estén aún más desarrolladas y sean más reales de lo que eran antes.

Además, las nuevas tecnologías hacen posible la combinación de diferentes tipos de simulaciones. El usuario no sólo puede simular la estructura y el diseño del proceso de producción, sino que ahora también se pueden simular los procesos individuales en producción para una experiencia digital más precisa de la real.

Por tanto, el gemelo digital se convertirá en una pieza clave para la Industria 4.0 porque vincula la información con los activos en la fábrica. Con la información específica disponible en el momento adecuado y en el lugar correcto, es posible descubrir nuevos casos de uso que no son posibles con la documentación y los datos de antaño.

Beneficios:

  • Monitoreo constante del flujo de datos y rendimiento en tiempo real.
  • Combinación de los datos de los activos en los ciclos de vida del producto en hilos digitales.
  • Apoyo a nuevos modelos de negocio de producto como servicio.
  • Dirigir la innovación en fabricación, I+D, cadena de suministro, gestión de activos, servicio y logística.

 

Video: el Gemelo Digital en la producción industrial de Cadlog

Por otro lado, la consultora Deloitte ha señalado que las aplicaciones de los gemelos digitales se encuentran en varios sectores, además del mencionado anteriormente.

  • Automotriz: se pronostica que para 2020 habrá 10 millones de autos, y su aparición significa una proliferación de dispositivos nuevos e interconectados. Los fabricantes de automóviles pueden crear un gemelo digital de cada vehículo autónomo que vende, lo que les permite analizar el rendimiento en su entorno físico y rastrearlo desde la creación hasta el día en que deje de funcionar.
  • Salud: la creación de un sistema interconectado de gemelos digitales, que represente a un hospital completo y toda su maquinaria, puede ayudar a los equipos de operaciones a crear un entorno seguro, con una atención rápida al paciente. También, se han realizado pruebas para hacer gemelos digitales de humanos y órganos para que puedan estudiarse completamente, y los procedimientos pueden simularse y probarse antes de realizarse en la persona real.

Tecnología de alcance mundial

Países como Alemania, Estados Unidos y China, entre otros, lideran el desarrollo. En el caso de América Latina si bien es incipiente, se avanza cada vez a mayor velocidad. En Chile, Siemens presentó nuevas aplicaciones para su sistema operativo IoT basado en la nube  llamado MindSphere, especialmente diseñadas para la industria de máquinas herramienta, con el cual ya se han realizado pruebas pilotos que pronto se convertirán en casos de uso real.

MindSphere es un sistema operativo IoT (Internet of Things) abierto y versátil, basado en la nube, y que da soporte a los procesos de optimización continua, permitiendo conectar máquinas e infraestructura física al mundo digital, para así aprovechar los datos de miles de millones de dispositivos inteligentes (Big Data) y permitir que las decisiones correctas se tomen a tiempo, reduciendo tiempos de inactividad, aumentando la producción y usando los activos de manera eficiente”, indica el gerente de Digital Industries en Siemens.

Un ejemplo de uso de este sistema operativo es el caso de Konecranes, una empresa finlandesa especializada en la fabricación y el servicio de grúas y equipos de elevación. Quienes han implementado la plataforma de Siemens para acelerar su proceso de desarrollo de productos y conectar los datos de rendimiento y productos.

La compañía está utilizando MindSphere y el portafolio de Teamcenter®, un software de administración del ciclo de vida digital más utilizado en el mundo, para aprovechar el gemelo digital y reducir la cantidad de prototipos físicos. Esto ayuda a aumentar la eficiencia y disminuir el tiempo de validación del producto.

Finalmente, ejemplos como este se repiten en muchísimas áreas, como en monitoreo de energía, servicios sanitarios, alimentos y bebidas, entre otros.