Los gemelos digitales son soluciones innovadoras en la industria 4.0 y cada vez con mayores aplicaciones a todos los sectores empresariales.
En el artículo de hoy profundizaremos en algunas características importantes de estas soluciones.
¿Qué es un gemelo digital?
De una manera muy simple podemos decir que es la representación digital de un producto, servicio o proceso.
Su objetivo es conseguir un entorno digital que represente una realidad física y permita la toma de decisiones para mejorar la eficiencia, productividad, reducción de costes, y mejoras en el producto o el proceso que mejoren la competitividad de una empresa.
Es importante señalar que debemos entender esta representación en su sentido más amplio: se crea una copia o representación basada en datos y comportamientos accesible de forma visual para facilitar la simulación de escenarios y hacer predicciones sobre los modelos creados antes de aplicarlos al producto o el proceso.
Ventajas de un gemelo digital
No podemos pensar en los gemelos digitales como modelos aislados de la realidad. Al contrario, se trata de representaciones digitales “vivas” de dispositivos, procesos y productos, conectadas con el sistema real al que representan mediante “Sistemas Ciberfísicos”.
La información se recopila directamente de la realidad, añadiendo datos históricos existentes e información de otras aplicaciones software. Con estos datos y mediante la aplicación de técnicas IA, Machine Learning, podemos conseguir modelos de alta precisión cuyo comportamiento se asemejen lo más fielmente al del sistema real.
Entre las principales ventajas de los modelos digitales se encuentran:
- Evitar problemas antes de que se produzcan. Predecir en un entorno virtual conlleva de forma directa un ahorro de costes y de tiempo que se traduce en mayor eficiencia, productividad, calidad y beneficios económicos.
- Prevenir tiempos de inactividad. Aplicados a plantas productivas, pueden mejorar la eficiencia de la planta, evitando tiempos muertos.
- Desarrollar nuevas oportunidades de negocio. Permite explorar nuevas vías de aportar valor al cliente.
- Planificar el futuro mediante simulaciones. Si se introducen cambios normativos o de sistemas de trabajo, el gemelo digital permite adelantarse a posibles incidencias.
- Personalizar la producción a los requerimientos del cliente. Antes de enfrentarse a los problemas reales en producción, un gemelo digital podría hacer simulaciones de cómo responderá la planta según las especificaciones de los distintos clientes.
Integración dentro de la factoría de los gemelos digitales
Un gemelo digital puede ser aplicado en una planta. En un estadio ideal de implementación permite obtener toda la información de la planta para crear una copia perfecta de lo que sucede en la realidad, analizarla, tomar decisiones y devolverla al mundo físico.
Independientemente al caso de uso concreto de aplicación que deseemos representar en el gemelo digital, podemos identificar siempre cuatro niveles de implementación: a nivel de sensor, a nivel de dispositivo, a nivel de control y a nivel de aplicación empresarial.
No solo se recoge información de sensores o dispositivos, sino también recoge y aplica datos procedentes de todos los niveles, elementos y procesos necesarios de la planta, que serán llevados al modelo de representación.
Se hace necesaria una plataforma tecnológica que permita integrar todos los elementos. En la cual podremos identificar características técnicas como:
- Almacenamiento basado en tecnologías bigData (base de datos no-Sql).
- Soporte OPC-UA / MQTT.
- Conexión con concentradores para establecer la comunicación bidireccional entre planta/fábrica y máquina.
- Integrable con Plataformas de Capturas de Datos (KEPSERVER/MATRIKON).
- Almacenamiento de toda la información en base a modelos normalizados basados en estándar de la Industria (ISA95).
- Poseer capacidad de modelar el proceso productivo de la empresa de principio a fin.
- Permitir la conexión con sistemas MES y ERP para integrar procesos productivos.
- Controlable desde una interfaz de usuario web, haciéndolo accesible el gemelo digital desde cualquier dispositivo, sea ordenador, tableta o móvil. Siempre con un diseño responsive, con una experiencia de usuario amigable y alta capacidad de personalización gracias a un amplio catálogo de componentes.
Por qué el gemelo digital es evolución en la industria 4.0
Son muchas las ventajas que podemos extraer de la aplicación del gemelo digital, pero nos centraremos en las que más valoran nuestros clientes en los proyectos que hemos desarrollado en la industria 4.0:
Es visual
Ofrecer una visualización con modelos 3D, gráficas, y toda la información necesaria, ha de ser identificada e interpretada de forma clara y sencilla por los usuarios, con el objetivo de facilitar la toma de decisiones rápida.
Genera valor mediante el conocimiento
Tener y almacenar datos ya no es un problema. Sin embargo, estos datos, si no generan conocimiento, no sirven de nada.
El gemelo digital permite crear modelos dinámicos basados en datos reales, analizarlos e interpretarlos de forma que se puedan tomar decisiones estratégicas.
En tiempo real
¿Dónde se generan los problemas? ¿Qué área de la factoría genera más incidencias? ¿Cómo se puede reducir el consumo? Gracias a la información recogida en tiempo real y capacidades analíticas avanzadas, se pueden responder a estas preguntas sin tener que esperar días o semanas.
Además, los cambios implementados en el gemelo digital, al corresponderse con los datos de la realidad, pueden hacer proyecciones que, de otra forma, serían imposibles de calcular.
Repcon, el aliado de los gemelos digitales
En Semantic Systems ya estamos trabajando en varios proyectos de gemelos digitales en la industria 4.0.
Nuestra vocación es seguir apostando por estos entornos que, entendemos, van a permitir en los próximos años, dar un salto de gigante a las empresas del sector.
Al trabajar codo con codo con nuestros clientes desde las tecnologías de la información, analizando, optimizando e implementado soluciones en todos los procesos clave de la cadena de valor, podemos proporcionar el conocimiento y la experiencia que este sector demanda.
Contamos, además, con una plataforma tecnológica propia, llamada repcon, que nos permite integrar todos los componentes tecnológicos necesarios para este tipo de soluciones.
Son muchos los retos que todavía tiene por delante el gemelo digital en la industria, pero los cimientos de su aplicación y sus potenciales beneficios marcarán la diferencia en una industria que está apostando por la digitalización.
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Juan Antonio Gómez
Director Consultoría y Transformación Digital
