El gemelo digital en la industria 4.0.

Una de las profesiones con más auge y empleabilidad dentro del mercado laboral son los especialistas que ayudan a las empresas a dirigir la automatización de los procesos industriales a través de las últimas tecnologías. Entre las que se encuentran el gemelo digital, las impresoras 3D, el internet de las cosas o la robótica.

Un gemelo digital (o digital twin) es una representación o réplica digital precisa de un objeto físico, proceso o servicio. Permite ver lo que ocurre en tiempo real o qué podría suceder con los objetos físicos que ya existen, e incluso plantear escenarios hipotéticos.

Cómo se genera

Un gemelo virtual se crea a través de un programa de ordenador que usa datos reales para recrear simulaciones que ayudan a predecir cómo funcionará un producto o un proceso.  Se actualiza a través de datos en tiempo real y utiliza la simulación, el aprendizaje automático y el razonamiento para evitar fallos, y realizar así funciones avanzadas de análisis, monitorización y predicción.

Los datos que se recopilan se pueden relacionar con el ciclo de vida de un producto, sus especificaciones, diseño, proceso de producción, información de ingeniería, etc., para así crear modelos computacionales que representen los comportamientos o estados del objeto.

Para qué se usa

Su utilidad principal es la de mejorar estrategias tecnológicas, aunque también puede ayudar a prevenir posibles fallos que resulten muy costosos para la empresa. También permite crear diferentes modelos analíticos para poder predecir qué efectos y comportamientos puede tener el objeto ante posibles cambios.

La creación y el desarrollo de un gemelo digital se emplea en tres ámbitos:

• Prototipo de gemelo digital (DTP): antes de crear un producto físico final, se puede hacer uno digital para saber cómo podría ser y cómo se comportaría.
• Instancia gemela digital (DTI): si el objeto o el producto ya ha sido fabricado, se puede utilizar su gemelo digital para hacer pruebas en diferentes escenarios.
• Digital Twin Aggregate (DTA): se recopila información para analizar las capacidades del producto, ejecutar pronósticos y probar parámetros.

Beneficios

Entre los principales beneficios del gemelo digital encontramos:

• Previsión y reducción de los fallos o posibles accidentes.
• Reducción de los costes de mantenimiento.
• Ayuda a los fabricantes a decidir qué hacer con ciertos productos u objetos que llegan al final de su ciclo vital.
• Mejora del rendimiento mediante la supervisión y la simulación.
• Ahorro de tiempo y dinero a través del diseño, la implementación y la monitorización.
• Permite anticipar el tiempo de inactividad.
• Ayuda a reflejar sistemas de producción para lograr la máxima eficiencia en los procesos de fabricación y mantenerla.
• Optimiza los productos incluso antes de comenzar la producción.

Gemelo digital vs. simulación

Para reproducir procesos de un sistema, tanto en la simulación como en el gemelo digital, se utilizan modelos digitales. Sin embargo, encontramos diferencias:

Simulación

• Es un entorno a escala.
• Estudia un proceso en particular.
• No trabaja con datos en tiempo real.
• Los datos no se actualizan de manera constante.
• Ayuda a comprender lo que puede suceder cuando se introducen cambios.

Gemelo digital

• Es un entorno virtual.
• Puede ejecutar múltiples simulaciones de los procesos.
• Trabaja a través de datos a tiempo real.
• Los datos se actualizan de manera constante por el flujo de datos.
• Ayuda a comprender lo que está ocurriendo y lo que puede suceder en un proceso.

Por lo tanto, se puede afirmar que los gemelos digitales permiten estudiar más cuestiones y tienen un mayor potencial para mejorar productos y procesos que la simulación.

La industria de los gemelos digitales

Como hemos visto, los gemelos digitales ofrecen numerosos beneficios, sin embargo, no todos los objetos son tan complejos como para necesitar un flujo intenso y regular de datos. Además, desde el punto de vista económico, hay que invertir grandes cantidades de recursos para la creación del gemelo digital.

Por ejemplo, en las fábricas se usan dentro de la cadena de producción para reducir costes y errores. En logística, suele darse a través de la monitorización del envío, en el diseño de sistemas logísticos, etc. También tiene utilidad en el ámbito de proyectos que impliquen grandes edificios, como creaciones de puentes, estructuras complejas con obras de ingeniería muy estrictas, turbinas de reacción o incluso en el sector automovilístico, de la aviación o la industria farmacéutica y sanitaria.

La demanda del gemelo digital sigue en auge y seguirá en aumento durante los próximos años porque ofrece un potencial ilimitado al generar conocimiento e información constante para mejorar productos y hacer más eficientes los procesos.

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