Gemelos digitales ¿Qué son, para qué sirven y cuáles son sus beneficios?

El término “Gemelo Digital” se ha venido manejando con mayor intensidad estas últimas décadas. Al parecer, replicar productos, sistemas o servicios no es una suposición sino un hecho. Lo que parecía una alocada idea en los años 80, se ha ido moldeando para convertirse en una realidad que va acelerando el futuro.

Ni te imaginas la cantidad de empresas industriales que usan los gemelos digitales y, aunque están actualizando algunos detalles y mejorando su efectividad, falta mucho por lograr. Además, las réplicas traen muchas más ventajas y permiten conocer los problemas y errores antes de que estos ocurran.

A continuación vamos a explicarte como esta revolucionaria tecnología pretende analizar datos masivos e identificar miles de oportunidades de negocio. Acompáñanos en este recorrido para entender su utilidad, beneficios y el impacto en la sociedad.

¿Qué es un gemelo digital?

Los gemelos digitales o los “Digital Twins”, como se conoce en inglés, son réplicas virtuales de un objeto. Cualquier cosa se puede replicar desde un edificio hasta un motor de avión o un sistema electrónico. Estás llamadas “copia fieles”, por así denominarlas, se van dando en tiempo real y se procesan con la ayuda de la inteligencia artificial. Muchos expertos aseguran que los gemelos digitales son en cierta forma la conexión para la transición a la industria 4.0.

Los Digital Twins son representaciones digitales que aplican técnicas de Machine Learning. Se obtiene un modelo de alta precisión con un comportamiento idéntico al sistema u objeto original. Partiendo de esto, se consigue un entorno protegido donde se detectan muchos problemas antes de que ocurran y evitan sorpresas desagradables en medio de la operatividad. Estos objetos, meticulosamente creados en muchas formas, son conceptos en desarrollo que en oportunidades se frenan porque tiene muchas barreras tecnológicas.

Por un lado, no se han encontrado técnicas que hagan las labores de monitorización a nivel masivo y que ayude a digitalizar los procesos. Por el otro lado, los sistemas que se han utilizado no tienen la capacidad de almacenamiento para millones de datos (que son necesarios) para que estos gemelos digitales evolucionen. Pero, esto es algo que de seguro tendrá una solución viable en pocos años y las industrias se integren con la ayuda de esta tecnología.

Historia y origen ¿Quién inventó los gemelos virtuales?

El concepto de los gemelos digitales vino retumbando en los años 80 después de la misión Apollo XIII, cuando la NASA se dedicó a hacer simulaciones para ver el comportamiento de las naves espaciales. Básicamente, lo que se buscaba era lograr encontrar los errores en tiempo real para poder asegurar que los astronautas no perdieran la vida en medio de la misión.

En 2002, en la Universidad de Michigan, el ingeniero informático, Michael Grieves, detalló un poco más acerca de los intentos de la NASA. Ahí se abrió la posibilidad de crear representaciones digitales de sistemas físicos que tuvieran identidad por sí misma. Posteriormente, se fueron aportando ideas en diversas partes del mundo. Hasta que en el año 2018 ya existían algunas tendencias tecnológicas que marcaron la pauta para muchos proyectos más.

Utilidad de los Digital Twins ¿Para qué sirven?

Son múltiples las utilidades que se le pueden dar a las réplicas de los gemelos digitales, pero su desarrollo funciona básicamente para tres cuestiones principales:

• Digital Twin Aggregate (DTA): es el encargado de recopilar los datos de los objetos ya creados. Además, aporta valiosa información para poder ver las capacidades del producto. Del mismo modo, tiene la responsabilidad de anticipar los fallos y ayudar a probar parámetros operativos.
• Prototipo de gemelo digital (DTP): es el producto final o la réplica digital. En esta etapa es donde se demuestra cuál es el comportamiento y si los datos recopilados son los suficientes para poder anticipar los errores.
• Instancia gemela digital (DTI): en esta etapa la réplica digital se encuentra en una fase experimental y sirve para hacer centenares de experimentos para ver si funciona igual a nivel virtual y real.

Basados en estas tres etapas, por así llamarlos, se logran incluir en varias industrias. Obviamente cada campo la considera según sus necesidades y van a diferentes aplicaciones y/o propósitos.

Sectores que emplean los gemelos digitales

• Sector médico: se puede lograr que áreas como la donación de órganos rastreen la existencia de posibles donadores. Así como manejo de información dentro de todo el sistema de salud, disponibilidad de pabellones quirúrgicos, rastrear infecciones o enfermedades altamente contagiosas, entre otros.
• Logística: aquí los gemelos digitales gestionan la flota de contenedores, monitorizan los envíos, muestran datos de peligros de contaminación emitidos por los transportes de la empresa. Hacen recorridos virtuales donde se ve el estado de las carreteras, el tiempo de traslado para las entregas y los obstáculos que impiden entregar en ciertas zonas.
• Producción masiva: las cadenas de producción suelen tener ciertos inconvenientes en el camino. De hecho, cuando se emplean los gemelos digitales se reduce el tiempo y hasta la cantidad de procesos para lograr más eficiencia. Dan la oportunidad de crear una cadena más ágil y se prevén los inconvenientes antes de que ocurran.

Beneficios de crear gemelos digitales para las empresas

Cuando una empresa llega a crear gemelos digitales, trae consigo la modernidad, aumento de ganancias y otras ventajas, entre las que se destacan:

• Se reducen los márgenes de error y se logra supervisar de manera exhaustiva cada detalle.
• No hay tiempo para procesos inactivos, todos funcionan de manera eficiente.
• Permite la planificación de posibles escenarios virtuales a través de las simulaciones.
• Es posible personalizar los productos y servicios con base en las exigencias de los clientes.
• Una réplica en tiempo real permite enviar información real y brindar distintas soluciones.
• Si la empresa produce o fabrica, los tiempos de ejecución se reducen de manera considerable.
• Aumenta la eficacia de cada producto.
• Todos los departamentos de la organización se pueden beneficiar y mejorar su estructura. Incluso los flujos de trabajo de una organización.

¿Cómo se generan y qué se necesita para crear un gemelo virtual?

A partir de un gemelo digital, y con la ayuda de un ordenador, se diseña un programa que recopile datos reales para recrear simulaciones. Esto facilita ver en medio de los procesos donde se encuentran las debilidades y el porqué estos en muchas oportunidades tienen limitaciones. Al generar un cúmulo de información, es posible estudiar cuáles son los factores que impiden que su funcionamiento sea perfecto.

Además, se genera una especie de predicción que ayude a evitar futuros fallos y adecúe la monitorización a funciones mucho más avanzadas. Si bien se requiere un ordenador de última generación y el objeto a replicar. También se necesitan expertos en matemáticas aplicadas, ingeniería, inteligencia artificial, aprendizaje automáticos, químicos y programas que analicen los datos de operabilidad. Además, otros profesionales que aporten datos físicos y den toda la información del objeto que se desea replicar.

Impacto de los gemelos digitales

En los últimos tiempos, las nuevas tecnologías han ido revolucionando la industria 4.0 y no todas las empresas confían en la rapidez de los cambios. Esto se debe a que algunos conceptos no están debidamente estructurados y de entrada parecen ser inseguros, más aún si se manejan millones de datos en tiempo real. Las capacidades de los gemelos digitales cumplen con todos los requisitos de seguridad IT para resguardar toda la información y proteger las áreas financieras.

De hecho se pueden hacer réplicas de la estructura completa de una empresa. Del mismo modo, los Digital Twins permiten la integración de otras tecnologías y esto es perfecto para poder tener una visión más clara del futuro. Y es que no podía ser de otra manera porque estos crean un modelo de simulación donde se integra el aprendizaje automático, programas de análisis de software con datos, y por supuesto una de las más innovadoras, la inteligencia artificial.

Por otra parte, el impacto de los gemelos digitales es el camino más rápido a mejorar la productividad en los procesos y demostrar de manera virtual el nivel de dicho impacto. No hace falta pasar por una etapa de experimentación que haga perder tiempo y dinero a la compañía, puesto que los cambios son simulados e intervienen diferentes criterios. En otras palabras, se pueden analizar cambios de diseño, aplicaciones, procesos de la cadena productiva, incorporación de elementos y nuevos productos sin cambio reales.

¿Qué se debe esperar?

Y es que, como explicamos a lo largo del curso, todo se puede replicar, una estructura organizacional, objetos, productos y servicios. Si se aplica la tecnología de los gemelos digitales, los resultados a mediano plazo se evidencian en la eficiencia. Del mismo modo se logra representar con altísima precisión una visualización a futuro de los cambios y esto a su vez permite proyectarse con base en los cambios.

Falta muy poco para que los gemelos digitales se extiendan en los sectores industriales del mundo, y una vez esto ocurra la humanidad estará en el futuro. Por los momentos, toca esperar a que los prototipos y los productos en etapa experimental sigan en auge y en un tiempo no muy lejano se integren mejor para poder disfrutar de sus beneficios.