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¿Sueña con ingresar a un duplicado virtual de su fábrica para monitorear y diagnosticar correctamente problemas potenciales sin visitar las instalaciones físicas? Esta idea no es nada nueva. De hecho, es bastante del siglo pasado. Pero en aquel entonces no teníamos la tecnología para implementar gemelos digitales tal como los conocemos hoy.

¿Qué es un gemelo digital?

Un gemelo digital es un entorno virtual de la pieza, máquina o instalación. Mientras que una simulación se centra en un aspecto o proceso de seguimiento concreto, el gemelo digital puede ejecutar cualquier número de simulaciones y estudiar varios procesos simultáneamente en tiempo real. Los gemelos digitales ofrecen un flujo de información bidireccional para recopilar datos de operación que luego serán útiles para actuar.

¿Qué aplicaciones pueden beneficiarse de los gemelos digitales?

Existen varias aplicaciones en las que los gemelos digitales ofrecen una clara ventaja. Por ejemplo, puede utilizar gemelos virtuales para proyectos físicamente grandes, como edificios o puentes. Esta tecnología se puede aplicar a proyectos mecánicamente complejos; por ejemplo: turbinas a reacción o eólicas, automóviles, camiones, trenes o aviones. Finalmente, los equipos eléctricos para generar o transmitir energía o proyectos de fabricación también son posibles aplicaciones para los gemelos virtuales.

Sin embargo, no todas las aplicaciones son buenas candidatas para esta tecnología. Debemos resaltar que cuanto más complejo sea el proyecto más se podrá aprovechar un gemelo virtual. Ofrecen un flujo intenso y regular de datos de sensores. Como resultado, se enfrentará a una elevada inversión de capital para implementar un gemelo virtual, que no puede justificarse desde el punto de vista financiero a menos que consiga aumentar la productividad y la eficiencia.

Beneficios de los gemelos digitales

Dicho esto, los gemelos digitales pueden proporcionar grandes ventajas:

1. Mejor investigación y desarrollo: La gran cantidad de datos proporcionados por los sensores gemelos digitales, si se usa adecuadamente, puede acortar las fases de investigación y diseño de productos complejos, lo que a su vez puede mejorar el retorno de la inversión y el tiempo de comercialización. Además, la tecnología puede ayudar a obtener información útil sobre posibles problemas que pueden corregirse en la fase de creación de prototipos antes de la producción.
2. Eficiencia mejorada: Los gemelos digitales pueden ser excelentes para reflejar y monitorear desde máquinas específicas hasta líneas de producción completas o instalaciones de fabricación. La tecnología puede ayudarle a predecir fallas y problemas que puede corregir antes de que se conviertan en problemas. A su vez, esto mantendrá la máxima eficiencia durante todo el proceso de fabricación.
3. Gestión del ciclo de vida: Los gemelos digitales ayudan a los fabricantes a planificar las opciones de reparación y reemplazo de las máquinas incluidas en las líneas de producción. Esto evita costosos tiempos de inactividad y ahorra dinero en reparaciones. Los Digital Twins también pueden ayudar a planificar el tiempo de inactividad programado para instalar nueva maquinaria que será 100 % compatible con las operaciones actuales.

Hardware detrás de los Digital Twins

En términos de hardware, esta tecnología plantea varios retos que detallamos a continuación:

Compatibilidad

Los gemelos digitales son dispositivos interconectados a través de Internet o Intranets. Desde el nivel del sensor hasta el centro de datos, necesitará conectar cientos de dispositivos que deben poder transmitir datos en ambos sentidos. Algunos de los dispositivos de fabricación más modernos incluirán sensores y software de monitoreo. Sin embargo, a veces será necesario agregar sensores a la maquinaria.Los desafíos comienzan al elegir el sensor apropiado para recopilar la información necesaria y la puerta de enlace correcta para enviar y recibir información hacia y desde la computadora o servidor. Si desea leer más sobre sensores y puertas de enlace, puede leer esta publicación y esta publicación. Como resultado, los cientos de dispositivos pueden convertirse en un problema de inventario que es común en las arquitecturas distribuidas. Asegúrese de implementar un plan de mantenimiento estructurado para el gemelo digital para evitar perder el rastro de los dispositivos instalados.

Gran cantidad de datos

La cantidad de datos aumentará exponencialmente cuanto más complejo sea el proyecto o cuanto más grande sea la instalación. En consecuencia, las computadoras y los servidores requerirán poderosas capacidades de procesamiento. Esto también significa que probablemente necesitará tener capacidades de Cloud, Fog y Edge Computing ya instaladas antes de intentar un gemelo digital completo de su fábrica. Por lo tanto, dependerás de una red confiable, rápida y segura (Internet o Intranet) para transmitir datos de manera eficiente en ambos sentidos.

Entornos difíciles

Los gemelos digitales industriales dependerán de las computadoras instaladas en la planta de producción para proporcionar cierto procesamiento de datos antes de enviarlos a los servidores principales. Estas computadoras deben ofrecer características especiales como refrigeración eficiente sin ventilador y protección contra la entrada de agua o polvo. Las computadoras industriales requieren regularmente un funcionamiento intensivo las 24 horas del día, los 7 días de la semana y soportan altas temperaturas. Por lo tanto, es posible que desee invertir en computadoras especializadas con niveles de certificación adecuados para funcionar sin problemas en entornos industriales difíciles. Puedes leer más sobre computadoras industriales en esta publicación.

Seguridad

Al conectar dispositivos a Internet o Intranets, siempre se introducen riesgos de seguridad. Con el aumento de la tasa de ciberataques, tanto digitales como físicos, debes evaluar la necesidad de agregar funciones de seguridad a tu hardware. Algunas características de seguridad que puede pedirle al fabricante que agregue a su hardware se pueden encontrar en esta publicación. Estas características lo ayudarán a evitar el acceso físico a su red, especialmente en máquinas o computadoras instaladas fuera del entorno seguro del Centro de datos. Recuerde que la mayoría de los ataques tienen como objetivo obtener información confidencial que puede utilizarse para extorsionar o dañar la reputación de una empresa. Si desea obtener más información, visite nuestra Serie de blogs sobre ciberseguridad.

En conclusión, los gemelos virtuales ya existen y pueden ser una gran herramienta para monitorear, diagnosticar y corregir problemas en las fábricas. En el futuro, podríamos aprovechar la realidad virtual para “visitar” la fábrica evitando la visita física real, lo que puede resultar útil para salas limpias o instalaciones sin iluminación. Tenga en cuenta que la inversión en este tipo de tecnología solo vale la pena si el proyecto es lo suficientemente complejo o grande.

Si deseas continuar explorando el Metaverso o tecnologías relacionadas, puedes visitar la serie de blogs del Metaverso.