Gemelos Digitales: El Espejo Mágico de la Manufactura

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En los últimos años ha surgido un concepto dentro de las industrias “Gemelo Digital” (Digital Twin en inglés) y siendo muy popular ahora que estamos situados en la industria 4.0, nace respondiendo la necesidad de mejorar la eficiencia, la toma de decisiones y la innovación tecnológica. En los siguientes párrafos sabrás la su breve historia, la importancia que han generado, los diferentes tipos que existen, cómo ayudan y mejoran la industria.

Inicios de los gemelos digitales.

El origen de los gemelos digitales ya tiene bastante tiempo, para ser precisos desde los años 60’s, en un principio se usó como medio para estudiar un objeto físico, introducido por primera vez por la NASA. Empezando a replicar las naves a nivel de suelo con el fin de simular las futuras misiones, es aquí cuando se empezaron a diseñar modelos computacionales donde la información del modelo era adaptado y modificado en tiempo real, esto se vio reflejado en la misión del Apollo 13.

Posteriormente se utilizaron ordenadores con más potencia de cómputo, mejorando así los modelos y empezándose a usar como herramientas para supervisar centrales eléctricas, donde el objetivo era mejorar el rendimiento de cada planta. Con la llegada de los programas CADs en la década de los 80’s y la posibilidad de poder simular objetos en entornos virtuales, aumentó el uso de este tipo de soluciones. En 2003 el concepto se empezó a aplicar dentro de la industria al explicar el potencial uso que tiene en la gestión del ciclo de vida de un producto.

¿Pero que es en realmente… o virtualmente?

Imagina un gemelo digital como un espejo mágico capaz de ir más allá de la mera apariencia superficial. Al igual que cuando te enfrentas a este espejo, no solo ves tu imagen reflejada, sino que también captas tus movimientos, tus emociones y tu contexto, un gemelo digital crea una representación virtual en constante evolución de un objeto, proceso o sistema real. Este espejo mágico digital no se limita a reflejar lo que ves en el mundo físico, sino que también captura los datos, el comportamiento y las interacciones, permitiendo que ingenieros y profesionales observen y comprendan tanto las manifestaciones externas como las complejidades internas de lo que están estudiando.

Al igual que el espejo mágico sigue tu evolución a medida que te mueves, un gemelo digital evoluciona y se adapta a los cambios en el objeto o sistema que representa. Si imaginas observar una planta crecer en el espejo mágico, verías cada hoja desarrollarse y cada flor brotar, todo en tiempo real. Del mismo modo, un gemelo digital captura cada cambio, cada fluctuación y cada desarrollo en el objeto real, brindando a los expertos la capacidad de prever escenarios, realizar análisis detallados y tomar decisiones informadas basadas en datos precisos y actualizados. En esencia, el gemelo digital es como un espejo mágico tecnológico que desafía los límites de la percepción, permitiendo una conexión profunda y dinámica entre el mundo físico y su representación virtual.

No solo se queda en la parte de replicar un producto o máquina, también se utiliza para ver el funcionamiento de procesos, servicios y más, todo esto con la captura de datos en tiempo real, mejorando los modelos de análisis, e inclusive, actualmente hay algunos que empiezan a implementar Inteligencia Artificial y Mantenimiento Predictivo, con el propósito de reducir los tiempos de paro, mejorar la eficiencia en las líneas de producción y disminuir gastos.

¿Son gemelos, mellizos o cuates?

Como se mencionó en el párrafo anterior, los gemelos digitales pueden ser implementados en diferentes niveles de la producción, por ende, también existe una clasificación.

Gemelos de Componentes (Parcial)

Así como las células son la parte más pequeña de un ser humano, este sería la unidad básica del gemelo digital, no se refiere las piezas como tornillos o tuercas, más bien son componentes de una sola pieza, como pude ser un motor dentro de una turbina.

Gemelos Activos (Producto)

Dos o más componentes que funcionan en conjunto, su objetivo es permitir analizar la interacción de los componentes, retomando el ejemplo anterior, sería la turbina de forma completa, donde el motor trabaja en conjunto con el compresor, transmisión y rotor.

Gemelos de Sistema (Unidad)

Este nivel, es aún más complejo, esto al ser la agrupación de activos y componentes para crear un solo sistema. De manera general se puede ver como trabajan los diferentes activos de manera individual, al mismo tiempo un concentrado de ellos. Esto se puede ver en los aviones, que están compuestos por varias turbinas, tren de aterrizaje, alerones, estabilizadores y centro de control, donde se puede ver el desempeño de cada subsistema.

Gemelo de proceso (Planta)

Donde se muestra el entorno de manera completa y ofrece toda la información de todos los niveles, es decir, componentes, activos y sistemas. Su propósito es mostrar todas las partes que trabajan en conjunto para crear una instalación completa para su producción, mejorando esquemas de tiempos, toma de decisiones, etc. Para entender este último punto, se puede tomar como ejemplo, la empresa encargada de ensamblar los aviones tiene varias áreas, almacenes, sectores, inclusive sitios, estos son monitoreados en un solo sistema donde se podrá analizar, gestionar y mejorar las líneas de trabajo que tienen cada una de ellas.

¿Por qué implementar esta herramienta?

El objetivo principal de cualquier gemelo digital es otorgar la información necesaria y requerida para una toma de decisión en la optimización y mejora del rendimiento de la industria.

La base de un gemelo digital es un modelo, el cual sirve como simulación que puede ser actualizado con cualquier modelo físico, esto da como resultado la posibilidad de evaluar el ciclo de desarrollo del producto de forma completa, esto puede verse en:

I + D Sobresaliente

A partir de la recolección de datos de los productos y procesos, el área de investigación y desarrollo puede mejorar las características de estos, con el fin de subir la eficacia. Tal vez en un principio no sea tan fácil de ver, pero tiene dos propósitos principales, buscar nuevas posibilidades de crecimiento y pulir los diseños de productos antes de que sean producidos.

Ciclo de vida de procesos

Al buscar la reducción de mermas dentro de las plantas, se puede analizar cuáles son los procesos que generan más desperdicio y como se puede aminorar este mismo, o en donde aprovechar este mismo en otra línea de proceso, o en último caso, darle fin al proceso, esto en la parte de reciclaje. Por otro lado, se puede crear más o unificar procesos que disminuyan el número de máquinas, consumo energético y espacio, para darle lugar a nuevas áreas de oportunidad.

Visibilidad en Remota

Actualmente se han implementado soluciones que corren en la nube, evitando así que la centralización de datos quede solamente en un lugar físico, con esto se puede acceder desde cualquier dispositivo y estar al pendiente de los activos de la empresa. También reduce el personal que está al pendiente de los equipos, ya sea que estén en lugares de difícil acceso, o en condiciones peligrosas.

Predictividad de errores

Al dar una visión completa y en tiempo real del lugar, planta, área, almacén o instalaciones en general, con los sensores se puede saber el estado de salida de los activos, identificando los problemas y fallas que pueden tener. Esto con ayuda de un modelo bien implementado, es posible tomar acciones correctivas de forma rápida y no tener que esperar a que suene la alerta.

En LEAN Titanium Solutions sabemos que toda industria, busca mejorar la productividad de los procesos, por lo que es buena idea contar con gemelos digitales, estos seguirán mejorando y serán de mayor ayuda para una buena toma de decisiones. Conoce nuestras soluciones que te pueden asistir de forma fácil y práctica, mándanos un correo, un mensaje de texto, inclusive una llamada, somos una empresa con intelligence for business.

Bibliografía

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