Qué es y para qué sirve la tecnología digital twin o gemelo digital

‘Digital Twin’: los objetos físicos buscan a su gemelo digital

Digital Twin es una de las tecnologías que está cambiando la dinámica del sector industrial. Se trata de réplicas virtuales de objetos o procesos que simulan el comportamiento de sus homólogos reales. El fin es analizar su eficacia o comportamiento en determinados supuestos para mejorar su eficacia.

La idea del digital twin (gemelo digital) no es nueva. A principios de este siglo ya la introdujo el ingeniero informático Michael Grieves, en colaboración con John Vickers, director de tecnología en la NASA.

Lo hizo en 2002 durante una presentación en la Universidad de Michigan sobre la gestión del ciclo de vida de un producto. En ese momento ya mencionó la posibilidad de crear representaciones digitales de sistemas físicos que tuvieran entidad por sí mismas. Esa información digital sería un “gemelo” vinculado al sistema físico durante todo su ciclo de vida.

EN EL PRESENTE DE LA INDUSTRIA 4.0

Tres lustros después, el gemelo digital aparece en las quinielas de todas las consultoras dedicadas a analizar qué tecnologías marcarán tendencia en los próximos años. El informe ‘Beyond the hype’, de KPMG, menciona el digital twin como necesario para formar parte de lo que ya se conoce como cuarta Revolución Industrial.

“Los gemelos digitales transformarán los procesos de fabricación. Ofrecerán nuevas formas de disminuir costes, monitorizar activos, optimizar el mantenimiento, reducir el tiempo de inactividad y permitir la creación de nuevos productos conectados”, describe Jose Ángel Alonso Cuerdo, director de Data & Analytics de KPMG en España.

“Esta tecnología ya forma parte de la estrategia de empresas dedicadas a la innovación y diseño de productos de la Industria 4.0. Sirve para hacer prácticamente todo lo que queramos en un entorno virtual y saber qué sucederá cuando lo pongamos en práctica con el activo físico real”.

Alonso pone de relieve el caso de Rolls Royce. En su división aeroespacial han iniciado un proceso de transformación digital, tanto para el diseño de los motores para aviones como para las pruebas. Así, simular el funcionamiento de la pala del ventilador les ha proporcionado más información sobre su funcionamiento. Como resultado, han reducido el tiempo y los costes de su desarrollo, así como la cantidad de motores físicos que se deben probar.

LIGADOS AL INTERNET DE LAS COSAS

El gemelo digital es una de las diez tendencias tecnológicas recogidas por Gartner para 2018. Aplicado al Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things), los digital twins están vinculados a objetos del mundo real.

Con una previsión de 21.000 millones de objetos conectados en 2020, se prevé que habrá un número similar de gemelos digitales. A corto plazo, ofrecerán ayuda con la administración de activos. Y a medio plazo servirán para analizar la eficiencia operativa,  cómo se usan los productos y el modo de mejorarlos.

En Siemens han sabido verlo y ya se están preparando para convertir sus plantas industriales en fábricas de datos con su gemelo digital. De momento, afirman que ya son capaces de crear la mayoría de los productos en el mundo virtual.

El siguiente paso es que esa información sea transferida en tiempo real a instalaciones de producción. En ellas las personas, asistidas por robots semiautónomos, traducirán esos datos en objetos físicos. Es decir, se invertirá el proceso. Es lo que en Siemens denominan plantas de producción ciberfísicas. Funcionarán como un Internet de las Cosas autoorganizado y basado en la inteligencia artificial.

Muy cerca de llegar a este punto están en General Electric (GE). En su planta de Minden (Nevada, Estados Unidos) ya cuentan con más de 800.000 digital twins para monitorizar virtualmente la cadena de suministro. “Nos permiten anticiparnos a posibles disrupciones para mantenernos tan productivos como podamos”, dice Jeff Gordon, gerente de la instalación.

No hay que perder de vista que un gemelo digital aprende continuamente. Algo que es posible gracias a que integra tecnologías de inteligencia artificial, machine learning y software de análisis de datos . Y no sólo eso, “también añade datos históricos del uso pasado de la máquina para mejorar su modelo digital”, apunta Alonso.

DIGITAL TWINS ENRIQUECIDOS

Fuera del Internet de las Cosas, también existe potencial para vincular gemelos digitales a entidades que no son simplemente ‘cosas’. “Las representaciones digitales de muchos aspectos de nuestro mundo estarán conectadas dinámicamente con sus homólogos reales”. Lo asegura David Cearly, vicepresidente y Gartner Fellow en Gartner Research.

Su proliferación requerirá un cambio cultural. Aquellos que se dedican a labores de gestión y mantenimiento tendrán que colaborar con científicos de datos y profesionales de las tecnologías de la información. Los gemelos digitales de activos físicos no solo se combinarán con representaciones digitales de instalaciones y entornos. También estarán vinculados a personas, empresas y procesos, que permitirán una representación digital más detallada del mundo real.

“En el futuro veremos que los gemelos digitales se expanden a más aplicaciones, casos de uso y sectores”, vaticina Alonso. “Se combinarán con más tecnologías, como capacidades de voz, realidad aumentada para una experiencia inmersiva e inteligencia artificial. Tecnologías que nos permitirán mirar dentro del gemelo digital eliminando la necesidad de comprobar el estado del gemelo real”. De ello se beneficiarán sectores de todo tipo. Entre ellos estarán los profesionales de la salud, planificadores industriales o especialistas en marketing digital.

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Imágenes | iStock, Rolls-Royce plc, Siemens