Las empresas utilizan cada vez más tecnologías digitales para comprender y gestionar activos físicos, instalaciones y procesos. Una de las tecnologías que respaldan este cambio es el gemelo digital: "una representación digital de un objeto, sistema o proceso físico que puede actualizarse con información procedente del mundo real".
Los gemelos digitales pueden ayudar a las organizaciones a supervisar el rendimiento, analizar condiciones, probar escenarios y tomar decisiones operativas mejor fundamentadas. Su valor reside en conectar los sistemas físicos con datos y herramientas analíticas, no simplemente en crear un modelo digital.
Qué son los gemelos digitales
Un gemelo digital es "una representación digital de una entidad o proceso físico que está conectada a información sobre su homólogo en el mundo real". El nivel de detalle puede variar según la finalidad del sistema.
Por ejemplo, un gemelo digital podría representar una máquina de fabricación, una línea de producción completa, un edificio, un vehículo o un proceso industrial de mayor envergadura. Los datos procedentes de sensores y otros sistemas pueden utilizarse para actualizar la representación digital y proporcionar información sobre las condiciones actuales o cambiantes.
Así se crea una conexión entre las operaciones físicas y el análisis digital. En lugar de examinar un activo solo mediante inspecciones periódicas o informes históricos, las organizaciones pueden utilizar información actualizada de forma continua para comprender su comportamiento.
Conectar los activos físicos con los datos
La eficacia de un gemelo digital depende de la calidad y la disponibilidad de los datos conectados a él. Los sensores, los dispositivos del Internet de las cosas, los sistemas empresariales y otras fuentes de datos pueden aportar información sobre las condiciones físicas y la actividad operativa.
Por ejemplo, los sensores instalados en equipos industriales pueden recopilar información sobre temperatura, vibración, presión o tiempo de funcionamiento. Esa información puede incorporarse después a un modelo digital para ayudar a los equipos a entender cómo está funcionando el equipo.
El objetivo no es simplemente recopilar más datos. Las organizaciones deben determinar qué información es relevante y cómo puede respaldar decisiones operativas o empresariales concretas.
Gemelos digitales en la fabricación
La fabricación es uno de los ámbitos en los que la tecnología de gemelos digitales puede tener aplicaciones prácticas. Una representación digital de una máquina o de un proceso de producción puede ayudar a las organizaciones a examinar el rendimiento e identificar posibles áreas de mejora.
Las empresas pueden utilizar estos modelos para analizar las condiciones de producción, supervisar los equipos y evaluar cómo podrían afectar a las operaciones los cambios en un proceso. En algunos entornos, los gemelos digitales también pueden respaldar el mantenimiento predictivo al ayudar a los equipos a identificar patrones asociados a problemas en los equipos.
Esto puede permitir a las organizaciones estudiar posibles cambios en un entorno digital antes de aplicarlos en las operaciones físicas.
Simular cambios y escenarios
Una de las características útiles de los gemelos digitales es su capacidad para respaldar el análisis de escenarios. Las empresas pueden utilizar modelos digitales para explorar cómo podría responder un sistema a cambios en las condiciones o en los parámetros de funcionamiento.
Por ejemplo, una empresa podría examinar cómo afectarían a una operación los cambios en la capacidad de producción antes de realizar ajustes físicos. El gestor de un edificio podría analizar las condiciones relacionadas con la energía o el rendimiento de los equipos en distintas circunstancias.
La fiabilidad de estas simulaciones depende de la calidad del modelo y de los datos que lo respaldan. Por ello, un gemelo digital debe tratarse como una herramienta analítica y no como una representación perfecta de la realidad.
Apoyo al mantenimiento predictivo
El mantenimiento es otro ámbito en el que los gemelos digitales pueden respaldar las operaciones empresariales. Los programas de mantenimiento tradicionales pueden basarse en calendarios fijos o reaccionar una vez que se producen los problemas en los equipos.
Un gemelo digital puede combinar información sobre el estado actual de un activo con datos históricos de funcionamiento. Los sistemas analíticos pueden ayudar entonces a identificar patrones que indiquen un cambio en el rendimiento o un posible problema.
Esto puede favorecer una planificación del mantenimiento más selectiva. Las organizaciones pueden revisar los equipos antes de que se produzca una avería, lo que podría reducir las paradas imprevistas y mejorar el uso de los recursos de mantenimiento.
Cómo diseñar una estrategia de gemelos digitales
Las organizaciones que se plantean utilizar gemelos digitales deben partir de un objetivo operativo concreto. Crear un modelo digital detallado sin una finalidad clara puede generar grandes cantidades de datos sin aportar un valor significativo al negocio.
Un proceso de implantación práctico puede incluir:
- 1Definir el sistema físico: determinar qué activo, proceso o entorno representará el gemelo digital.
- 2Identificar los datos pertinentes: establecer qué sensores, sistemas operativos y fuentes de información externas se necesitan.
- 3Construir el modelo digital: desarrollar una representación adecuada del sistema físico y de sus características importantes.
- 4Conectar las fuentes de datos: establecer métodos fiables para actualizar el modelo con información del mundo real.
- 5Definir los casos de uso analíticos: determinar cómo utilizarán los empleados el gemelo digital para la supervisión, la simulación, la previsión o la optimización.
- 6Medir los resultados: hacer seguimiento de las mejoras en eficiencia, mantenimiento, costes, calidad u otros resultados empresariales pertinentes.
Empezar con una aplicación bien acotada puede ayudar a las organizaciones a demostrar su valor antes de extender la tecnología a sistemas más complejos.
Retos habituales de los gemelos digitales
Los proyectos de gemelos digitales pueden implicar una complejidad técnica considerable. Es posible que las organizaciones tengan que integrar sensores, bases de datos, tecnología operativa, plataformas en la nube y sistemas analíticos.
La calidad de los datos es otro reto. Si la información procedente de los sistemas físicos es incompleta, llega con retraso o es inexacta, el modelo digital puede no reflejar fielmente las condiciones reales.
La ciberseguridad también exige atención, ya que los gemelos digitales pueden estar conectados a sistemas operativos e infraestructuras físicas. Los controles de acceso, la seguridad de la red, la protección de datos y la supervisión de los sistemas son aspectos importantes a la hora de diseñar estos entornos.
Medir el impacto en el negocio
El valor de un gemelo digital debe medirse en relación con el problema operativo que pretende resolver. Las organizaciones pueden hacer seguimiento de métricas como el tiempo de inactividad de los equipos, los costes de mantenimiento, la eficiencia productiva, el consumo energético, el uso de los recursos o el rendimiento de los sistemas.
Las métricas adecuadas dependen del caso de uso. Un gemelo digital utilizado para la gestión de instalaciones puede evaluarse de forma distinta a otro que respalde operaciones de fabricación.
Las organizaciones también deben tener en cuenta el coste de crear y mantener el entorno digital. Un proyecto de éxito debe generar beneficios que justifiquen sus exigencias técnicas y operativas.
El futuro de los gemelos digitales
Los gemelos digitales están cada vez más conectados con otras tecnologías, como el IoT, la computación en la nube, la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y la analítica avanzada. Estas tecnologías pueden aportar los datos y las capacidades analíticas necesarios para que las representaciones digitales resulten más útiles.
A medida que estos sistemas evolucionen, las organizaciones podrán utilizar gemelos digitales en operaciones cada vez más complejas. Una empresa podría llegar a conectar modelos de activos individuales en representaciones más amplias de instalaciones, cadenas de suministro o redes operativas.
La importancia más amplia de los gemelos digitales reside en su capacidad para conectar la actividad física con la información digital. Al crear un vínculo continuo entre los sistemas del mundo real, los datos y el análisis, las organizaciones pueden obtener una mayor visibilidad sobre el funcionamiento de sus operaciones.
Por tanto, los gemelos digitales son algo más que modelos visuales. Cuando se apoyan en datos fiables y en objetivos de negocio claros, pueden convertirse en herramientas para la supervisión, la simulación, la planificación y la toma de decisiones operativas.