Todo es replicable digitalmente: desde los coches, los componentes de una fábrica, las ciudades más modernas, la distribución de energía hasta las partes que componen nuestro organismo. Esto es gracias a una moderna tecnología que impulsa el desarrollo de diversas industrias y sectores en todo el mundo: los gemelos digitales o digital twins, como se les conoce en inglés.
Por ejemplo, en las famosas carreras de Fórmula 1 ya se implementa esta tecnología para mejorar los imponentes autos de carrera. También DHL, la reconocida compañía de envío de paquetería postal, ha creado un mapa digital de sus almacenes y cadenas de suministro con el objetivo de ser más ágiles y optimizar sus tiempos de entrega. Por otro lado, megaciudades como Shanghai o Singapur tienen gemelas digitales para diseñar mejores edificios, sistemas de transporte público, así como evitar la contaminación de sus calles y avenidas.
Ya cientos de empresas e industrias tienen sus ojos puestos en esta moderna tecnología. A groso modo, un gemelo digital es una réplica exacta de algo en el mundo físico, ya sea un objeto, un proceso o incluso un órgano del cuerpo humano. Se trata de una representación virtual que tiene como objetivo mejorar o proporcionar retroalimentación a la versión real. La combinación de inteligencia artificial (IA), el internet de las cosas (IoT) y el análisis de datos ha permitido crear gemelos digitales que están constantemente aprendiendo y mejorando a través de la conexión con sensores físicos.
Este tipo de avance captura información detallada sobre las características físicas, el comportamiento y el rendimiento de un objeto o sistema. Y por ende, esta información se utiliza para simular y analizar escenarios, predecir resultados y optimizar el rendimiento en un entorno virtual.
Los tipos de gemelos digitales
Para entrar en detalles, es importante decir que existen varios tipos de gemelos digitales, que varían según la etapa de producción en la que se encuentra el objeto o proceso:
Prototipo de gemelo digital: Se crea antes de que el producto físico salga al mercado, lo cual permite y analizar en detalle cómo se comportaría en la realidad.
Instancia gemela digital: Se crea aún cuando el producto real ya existe, y es utilizado principalmente para realizar pruebas en diferentes entornos y escenarios hipotéticos.
Agregado de gemelos digitales: Está basado en la recopilación de datos de un producto real para predecir y analizar sus capacidades y rendimiento.
Además, los gemelos digitales pueden clasificarse según lo que simulan:
Gemelos digitales de procesos: Replican y simulan procesos de producción completos, permitiendo identificar posibles fallos y optimizar la eficiencia. Estos gemelos digitales se centran en la representación de procesos y operaciones. Por ejemplo, en la industria manufacturera, se utilizan para simular y optimizar los flujos de producción, identificar cuellos de botella y mejorar la eficiencia general del proceso.
Gemelos digitales de sistemas: Crean representaciones digitales de líneas de producción completas, lo que facilita la detección de problemas y el diseño de procesos más eficientes, lo cual es muy importante para las industrias.
Gemelos digitales de producto: Estos gemelos digitales representan objetos físicos, como maquinaria, equipos, vehículos o productos finales. Capturan información detallada sobre las características físicas y funcionales de estos objetos, lo que permite la simulación de su comportamiento, la realización de pruebas de rendimiento y la optimización de su diseño y fabricación.
Gemelos digitales de rendimiento: Estos gemelos digitales son utilizados para la monitorización y análisis del rendimiento de un sistema o equipo en tiempo real. Capturan datos en tiempo real sobre variables como temperatura, presión, vibración, consumo de energía, entre otros. Igualmente permiten detectar anomalías, predecir fallos y realizar mantenimiento predictivo para evitar tiempos de inactividad y optimizar la eficiencia operativa.
Beneficios de los gemelos digitales:
Ante la pregunta sobre cuáles son los beneficios de los gemelos digitales, resulta que al reflejar fielmente las propiedades y el comportamiento del objeto o sistema original, los gemelos digitales permiten a los usuarios interactuar con ellos de manera segura y realizar pruebas, experimentos y mejoras sin afectar el objeto real. También ofrecen la posibilidad de realizar pruebas y experimentos virtuales, lo que reduce costos y riesgos asociados con la experimentación en el mundo real. Otros beneficios de los digital twins son los siguientes:
Optimización y eficiencia: Los gemelos digitales permiten la realización de análisis de rendimiento detallados y optimizar procesos complejos, ya que al simular diferentes escenarios y evaluar su impacto en tiempo real, los gemelos digitales ayudan a mejorar la eficiencia operativa y maximizar el rendimiento de los sistemas físicos. Esto es especialmente valioso en sectores como la industria manufacturera, la energía, el transporte y la logística, donde la optimización del rendimiento puede generar importantes ahorros de costos y mejorar la competitividad.
Toma de decisiones informada: Proporcionan información detallada y precisa sobre el comportamiento de los objetos físicos, lo que permite tomar decisiones basadas en el análisis de datos con mayor confianza.
Reducción de costos: Como los gemelos digitales previenen errores de manera anticipada, se pueden evitar costosas reparaciones y pérdidas de producción, lo que se traduce en ahorros significativos. Esto se debe a que se pueden realizar pruebas y optimizaciones virtuales antes de invertir en la producción o implementación física.
Innovación acelerada: Los gemelos digitales experimentan y prueban diferentes escenarios hipotéticos, lo que impulsa la innovación y el desarrollo de nuevos productos y procesos. Al proporcionar un entorno seguro para probar conceptos y realizar mejoras iterativas, los gemelos digitales fomentan la creatividad y la exploración de soluciones innovadoras. Además, facilitan la colaboración entre equipos y organizaciones al proporcionar una plataforma común para compartir información y trabajar en conjunto en la optimización y mejora de productos y procesos.
Mantenimiento predictivo y reducción de tiempos de inactividad: Desempeñan un papel importante en el mantenimiento y reparación de equipos y maquinaria. Al monitorear constantemente el rendimiento de los activos físicos y compararlo con su réplica digital, se pueden detectar anomalías y programar mantenimientos preventivos, evitando costosos tiempos de inactividad y prolongando la vida útil de los equipos.
En el sector energético, los gemelos digitales optimizan la generación y distribución de energía, mejorar la eficiencia de los sistemas de energías renovables y predecir y prevenir posibles problemas en la infraestructura. En la industria de recursos naturales, como la minería y la extracción de petróleo y gas, los gemelos digitales son utilizados para simular y optimizar operaciones, lo que disminuye los impactos ambientales y mejora la seguridad de los trabajadores.
A medida que la ciencia avanza y se desarrollan nuevas herramientas y algoritmos, los gemelos digitales se vuelven aún más sofisticados y precisos, para lo cual es preciso contar con los mejores expertos del sector para la búsqueda de las mejores soluciones y herramientas digitales que emplean esta tecnología.
