Los gemelos digitales, utilizados en la industria 4.0, consisten en modelos virtuales que replican el comportamiento de un producto físico gracias a los datos generados por varios sensores.
En los últimos años, las tecnologías de la información y la comunicación han cambiado drásticamente la industria. Uno de los principales avances que han traído consigo son los gemelos digitales, una simulación virtual que permite descubrir formas de mejorar un dispositivo o sistema sin necesidad de afectar a la versión real.
También conocidos como digital twins, son modelos virtuales diseñados para mostrar con precisión el comportamiento de un producto físico, de los entornos en los que opera una empresa o de los sistemas de producción. Esta especie de simulador incorpora datos en tiempo real proporcionados por varios sensores u otras tecnologías relacionadas con el big data, para mostrar distintos aspectos del objeto real, como su rendimiento, temperatura, movilidad…
Las réplicas digitales de los productos sirven para predecir virtualmente todo lo que sucederá en el mundo físico. Esto significa que se pueden emplear para realizar simulaciones, solucionar problemas y plantear mejoras en su funcionamiento, las mismas que luego serán aplicadas al objeto físico.
Principales funciones de los gemelos digitales
Una vez que se ha comprendido qué son los digital twins, es importante conocer para qué se emplean. Sus aplicaciones son muy variadas, entre ellas destacan:
- Transformar los procesos.
- Detectar problemas con antelación y resolverlos más rápidamente.
- Llevar a cabo mantenimiento preventivo de los productos o sistemas.
- Proponer soluciones optimizadas y ponerlas en marcha.
- Optimizar inventarios.
- Subsanar errores y crear nuevas versiones más fiables.
- Mejorar el sistema de gestión de calidad.
- Desarrollar nuevos productos.
- Producir piezas personalizadas y adaptadas a necesidades de la clientela.
- Probar los productos de manera económica y eficaz, para perfeccionarlos antes de su fabricación real.
Cada día se descubren más utilidades para los gemelos digitales, pero hay ciertos proyectos en los que son especialmente rentables:
Macroestructuras.
Pueden ser empleados para la construcción y evaluación de edificios, puentes y otras estructuras complejas arquitectónicas y de ingeniería.
Productos mecánicamente complicados.
Facilitan la construcción y mejora de maquinaria compleja o gigante, como las turbinas a reacción, coches y aviones.
Equipos de poder.
Son los mecanismos empleados para generar energía y transmitir, como aerogeneradores, turbinas eléctricas…
Manufacturas.
Para mejorar los procesos, particularmente cuando se necesitan máquinas que funcionen de manera conjunta.
Esto significa que entre las industrias de Ecuador en las que se puede alcanzar un mayor éxito gracias al uso de gemelos digitales se incluyen:
- Fabricación de automóviles.
- Diseño de vagones.
- Edificación.
- Manufactura de distintos productos.
- Equipos de generación de energía.
- Planificación urbana de ciudades inteligentes.
- Aeronáutica.
- Atención médica.
- Logística.
Ventajas y desventajas de los gemelos digitales
Los gemelos digitales ofrecen una gran variedad de ventajas para las industrias:
Mejora del área de investigación y desarrollo.
Ya que permiten diseñar productos con mayor eficacia y de manera más económica.
Detectar problemas rápidamente.
Como ya se señaló, con los digital twins se podrá encontrar cualquier anomalía en el funcionamiento de los equipos en el momento que se presente. De esta forma, se podrán tomar las medidas requeridas para solucionar antes de que haya un fallo mayor.
Mejoras sin afectar la producción real.
Esta tecnología permite realizar una gran variedad de simulaciones en la máquina o sistema para elevar su rendimiento, sin perjuicio de la producción.
Incremento de la eficiencia en los procesos de fabricación.
Derivado de las mejoras que se pueden aplicar gracias a la simulación y a que se encuentran con mayor facilidad los errores.
Aumento de la productividad.
Los puntos anteriores derivan en este beneficio ampliamente valorado por las industrias.
Elevadas tasas de retorno de la inversión.
Al optimizarse las operaciones y perfeccionar los modelos, se generan ahorros para la compañía, con lo cual se recuperará lo invertido.
Como se puede ver, las ventajas del empleo de los gemelos digitales en las empresas ecuatorianas son múltiples, pero presentan algunos inconvenientes en su implementación. Entre ellos:
- Validar que se cuenta con todos los datos necesarios para efectuar la construcción del modelo
- La necesidad de contar con una gran ciberseguridad para proteger a los gemelos digitales y los datos recabados por los mismos contra ciberataques.
- Dependiendo de la industria a la que se apliquen, puede resultar complicado colocar los sensores requeridos y, por lo tanto, digitalizar los sistemas en planta.
- El requerir aplicar big data, para el tratamiento y análisis de la gran cantidad de datos que recaban en tiempo real.
¿Quiénes desarrollan los gemelos digitales?
Los responsables de crear gemelos digitales deben poseer conocimientos profundos en matemáticas aplicadas y computación. Por este motivo, normalmente son desarrollados por especialistas en Ingeniería Informática, una de las profesiones con mayor proyección de futuro dentro del mercado laboral ecuatoriano. Con formación complementaria, pueden tomar parte de este tipo de proyectos los ingenieros industriales, aeronáuticos, navales o de caminos.
Todos estos profesionales tienen la posibilidad de cursar la Maestría en Gemelos Digitales reconocida por la SENESCYT impartida por UNIR en Ecuador y capacitarse en el desarrollo de esta tecnología, con lo cual podrán mejorar la operatividad de la empresa para la que trabajan en el marco de la industria 4.0.
Es importante mencionar que quienes opten por este camino, formarán parte de un sector en constante expansión. Un estudio realizado por Markets and Markets calcula que el mercado de los gemelos digitales pasará de los 6.900 millones de dólares en 2022 a los 73.500 millones de dólares en 2027, lo que supone un incremento del 60.6 por ciento.
