Es un concepto que ha estado presente desde hace casi una década. El Doctor Michael Grieves dio a conocer el término en 2002 pero hasta épocas recientes es que ha empezado a tomar notoriedad gracias a los avances tecnológicos que posibilitan su uso a un coste competitivo.
Los gemelos digitales nos dan la posibilidad de experimentar de manera segura el proceso de algunos elementos mecánicos, científicos y tecnológicos antes de ponerlos a prueba en la realidad.
Por ejemplo, los ingenieros de la NASA hacen pruebas a sus naves para poder saber si van a poder controlarlas a miles de kilómetros, también experimentar el comportamiento de cuando entran en juego otras temperaturas y fuerzas de gravedad.
A partir de lo explicado anteriormente, podemos ver que los gemelos digitales se encuentran en un espacio virtual o que también puede ser llamado “Metaverso”.
El concepto de Metaverso hace referencia a mundos o entidades virtuales que funcionan como una simulación del mundo real. Con lo anterior podemos dar cuenta de por qué los gemelos digitales se consideran parte de estos espacios virtuales.
Para conocer un poco más acerca de lo que es “Metaverso” sus características, beneficios, desventajas y las posibilidades que ofrece tanto a personas como a empresas puedes visitar el siguiente enlace que contiene mi artículo: “EL METAVERSO: UNA MIRADA AL FUTURO DE LA REALIDAD VIRTUAL Y LA INTERACCIÓN DIGITAL” y también el siguiente que contiene lo que es y puede llegar a ser el marketing en el metaverso: “METAVERSO: LA NUEVA FRONTERA DEL MARKETING DIGITAL Y CÓMO LAS MARCAS PUEDEN APROVECHARLA”
Un gemelo digital o Digital Twin es un modelo digital de un proceso, servicio u objeto. Las creaciones pueden ir desde parques eólicos, motores a reacción o ciudades. La finalidad de esto es hacer simulaciones antes de crear y que surjan cambios en los objetos reales, recopilando datos para predecir su funcionamiento.
Originalmente el concepto surgió en la NASA, ya que al tener que construir mecanismos y sistemas que deben estar en constante vigilancia, manipulación y también reparación de forma remota en un espacio del cual se tienen muy pocos datos. Debido a lo anterior, empieza el desarrollo de representaciones virtuales de los mecanismos que irán al espacio. Para que un modelo pueda ir al espacio debe ser testeado varias veces y su funcionamiento cumple con todos los estándares requeridos, se procede con la construcción de su versión física.
Esta maquinaria a su vez se integra con sensores capaces de captar datos del exterior y enviar actualizaciones acerca del estado de las condiciones externas y los materiales de manera remota. Esta estrategia probó su eficacia en la misión de rescate del Apollo 13, que fue salvada gracias a los modelos y los test realizados en los gemelos digitales.
Actualmente los gemelos digitales sirven para conectar el mundo online y offline y la clave de su éxito es la creación del Internet of Things (Internet de las cosas). Esta tecnología nos permite agregar sensores capaces de obtener datos de objetos y lugares, siendo transmitidos y guardados en la nube. Con lo anterior se usan los datos para aplicarlos en los modelos virtuales de los productos, servicios y procesos.
Existen varios tipos de gemelos digitales. La más notoria diferencia entre ellos es el área de aplicación, pueden coexistir diferentes tipos de gemelos digitales dentro de un sistema o proceso.
Aquí te mostraré algunos de los tipos de gemelos digitales que existen y cómo funcionan:
Son la unidad básica de los gemelos digitales, la parte más pequeña de un componente funcional.
Cuando varios componentes funcionan juntos crean lo que se conoce como activo. Cuando los activos se duplican se abre la posibilidad de estudiar la interacción de los componentes. A partir de los estudios realizados, se obtienen datos de rendimiento, que son procesados y convertidos en experiencia útil.
Los gemelos de sistemas o unidades permiten observar cómo los diferentes activos se unen para crear un sistema funcional completo. Cabe resaltar que también podemos experimentar la interacción entre activos y obtener sugerencias para mejoras de rendimiento.
Los gemelos de procesos muestran cómo los sistemas trabajan juntos buscando alcanzar el objetivo de crear una instalación de producción completa. Todos los sistemas están destinados a funcionar con la máxima eficiencia. Estos gemelos también sirven para determinar esquemas de tiempo precisos que influyen en la eficacia general.
Los gemelos digitales permiten la investigación y diseño de productos más eficaz, esto debido a la cantidad de datos que se generan sobre los resultados de rendimiento. Esto puede ayudar a las empresas a optimizar sus productos antes de comenzar con la construcción.
Reflejo y supervisión de los sistemas de producción, con el objetivo de alcanzar y mantener la máxima eficiencia durante el proceso de fabricación.
Incluso después de que un nuevo producto haya entrado en producción, los gemelos digitales pueden ayudar a reflejar y supervisar los sistemas de producción, con el objetivo de lograr y mantener la máxima eficiencia durante todo el proceso de fabricación.
Colaboración con los fabricantes a la hora de tomar de decisiones, qué hacer con los productos que terminan su ciclo de vida útil y necesitan un proceso final, como reciclaje u otro método. Gracias a los gemelos digitales se determina que materiales se pueden recolectar.
Los gemelos digitales tienen un gran potencial y las posibilidades que ofrecen son muy beneficiosas para las empresas en cuestión de producción y creación, pero existen dos puntos en contra sobre los “Digital Twins”, en primer lugar, no todas las entidades cuentan con el capital para invertir en la creación de un gemelo digital para realizar estudios y testeos, y en el caso de que funcione, el producto final tendrá que ser aun más caro.
En segundo lugar no todos los productos, objetos o servicios son tan complejos como para necesitar el flujo intenso y regular de datos de sensores que requieren los gemelos digitales.
Por otro lado, diversos tipos de proyectos se benefician específicamente del uso de modelos digitales:
Edificios, puentes y otras estructuras complejas sujetas a reglas de ingeniería estrictas.
Turbinas a reacción, automóviles y aviones. Los gemelos digitales pueden ayudar a mejorar la eficiencia dentro de maquinaria complicada y motores gigantes.
Esto incluye tanto los mecanismos tanto para generar energía como para transmitirla.
Los gemelos digitales destacan por ayudar a optimizar la eficiencia de los procesos, como los que se encuentran en entornos industriales (por ejemplo, sistemas de máquinas que funcionan conjuntamente).
Por lo tanto, las industrias que logran el mayor éxito con los gemelos digitales son las que involucran productos o proyectos a gran escala:
El mercado de rápido crecimiento de los gemelos digitales muestra que, aunque los gemelos digitales ya se utilizan en muchas industrias, su demanda seguirá creciendo en el futuro previsible. En 2020, el mercado de gemelos digitales se estimó en 3,1 millones de dólares. Algunos analistas de la industria dicen que podría continuar aumentando significativamente hasta 2026, alcanzando un valor estimado de $ 48,2 mil millones.
El uso de los gemelos digitales permite a los propietarios aumentar la producción. En el siguiente enlace puedes visitar el siguiente enlace donde la empresa Siemens muestra su trabajo con los digital twins.
Lea cómo Siemens usa los gemelos digitales
Además, Siemens nos permite hacer parte de un Webinar que se centra en los gemelos digitales de bucle cerrado y en cómo el impulso de unos datos de producción en tiempo real para los gemelos digitales del producto y del rendimiento fomenta la información y la innovación en el diseño de productos, las operaciones de producción y el rendimiento general de la empresa.
https://webinars.sw.siemens.com/es-ES/the-iiot-digital-twin/
Los motores grandes, incluidos los motores a reacción, los motores de locomotoras y las turbinas de generación de energía se benefician especialmente en establecer los plazos para el mantenimiento necesario con regularidad.
Las grandes estructuras físicas, como grandes edificios o plataformas de perforación en alta mar pueden mejorarse especialmente durante la fase de diseño. También es útil para diseñar los sistemas que operan dentro de esas estructuras, como los sistemas HVAC.
Teniendo en cuenta que el gemelo digital está destinado a representar todo el ciclo de vida de un producto, no es de extrañar que haya estado presente en todas las etapas de producción, guiando los productos desde el diseño hasta la etapa final.
Las posibilidades que ofrecen los gemelos digitales a través de sensores y datos también pueden ser utilizadas para rastrear y conocer algunos indicadores de salud en pacientes y con esto obtener información clave para los tratamientos médicos.
En este sector, los productos trabajan con sistemas muy complejos por lo que los gemelos digitales son de gran utilidad en el proceso de diseño de los automóviles, ya sea para mejorar rendimiento o para aumentar la eficiencia en la producción.
Arquitectos o ingenieros se ven beneficiados enormemente por el uso de gemelos digitales, ya que mediante estos pueden mostrar información espacial 3D y 4D e incorporarla a los sistemas de realidad.
Se está produciendo un evidente cambio en los desarrollos operativos existentes. Se está creando una revolución digital en las industrias con grandes producciones, por lo que se requiere una vista integrada física y digital de los activos, equipos, instalaciones y procesos. Los gemelos digitales son una de las piezas claves del cambio.
El potencial de los digital twins es casi ilimitado, ya que cada vez se aumenta la potencia cognitiva que se les da, es decir, están en constante aprendizaje, obteniendo nuevas propiedades, habilidades y capacidades. Gracias a lo anterior, los gemelos digitales pueden generar continuamente información para mejorar productos y aumentar la eficacia de los procesos.
Los gemelos digitales son representaciones virtuales de objetos físicos, procesos y sistemas, que se utilizan para predecir su comportamiento y rendimiento en el mundo real. Son una herramienta cada vez más popular en la industria, y se están utilizando en una amplia gama de aplicaciones, desde la fabricación hasta la atención médica y la gestión de la cadena de suministro.
En resumen, los gemelos digitales son una herramienta poderosa y cada vez más utilizada en la industria para mejorar la eficiencia y la productividad. A medida que la tecnología continúa evolucionando, es probable que su uso se extienda a nuevas aplicaciones y sectores industriales.
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