QUÉ SON LOS GEMELOS DIGITALES Y CUÁL ES SU FUNCIÓN EN LAS SIMULACIONES CONTROLADAS

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Alter ego, sosias, némesis y Doppelgänger son diferentes formas de referirse a una persona que puede tener características y opiniones similares a otra, que puede funcionar como un doble malvado o que se opone por completo a alguien. En todos los casos se trata de palabras que establecen diferencias o semejanzas entre dos seres muy parecidos o dispares.

Pero la palabra por antonomasia que establece el parecido más cercano e inquebrantable entre dos personas es gemelo. Y hasta existe una leyenda urbana que habla del gemelo “malvado” y el gemelo “bueno”.

Pareciera ser que un tema que suscitó tanta curiosidad y misterio en culturas antiguas, medievales y contemporáneas no podía quedar excluido de la tecnología. Allí también estos parecidos y diferencias encontraron su lugar.

Un gemelo digital (digital twin) nace como un modelo virtual de un servicio, objeto o proceso físico. Se trata de la copia virtual de un objeto (que además abarca su ciclo de vida) a la que se le agregan datos en tiempo real que son captados por sensores o tecnologías relacionadas con el Big Data. Luego de que se obtiene la información se la procesa con Inteligencia Artificial, Cloud Computing y Machine learning para recrear una viva que siente, piensa y actúa.

Los gemelos digitales pueden replicar varios elementos del mundo real, desde piezas individuales de un equipo en una fábrica hasta instalaciones completas, como turbinas eólicas e incluso ciudades enteras. La tecnología de gemelos digitales permite supervisar el rendimiento de un activo, identificar posibles fallos y tomar decisiones mejor fundamentadas en cuanto al mantenimiento y el ciclo de vida.

Para crear gemelos digitales se debe poseer una gran cantidad de datos acerca del objeto pero también de aquello que se encuentra a su alrededor. Estos datos facilitan que la réplica digital sea exacta y pueda imitar los comportamientos que se darían el mundo real.

Un programa informático recoge esos datos y crea simulaciones que pueden predecir cómo va a funcionar el producto, servicio o proceso, detectar mejoras y fallos y analizarlo todo en profundidad.

Para crearlos es necesario llevar a cabo un análisis de datos del objeto para poder desarrollar el modelo matemático capaz de simular el original. Este modelo debe ser capaz de actualizarse en tiempo real en función de los cambios que sufra su homólogo real.

¿Quiénes pueden utilizar los gemelos digitales?

Los equipos de construcción y arquitectos crean gemelos digitales para planificar mejor los proyectos residenciales, comerciales y de infraestructura y proporcionan un panorama en tiempo real de cómo progresan los proyectos existentes. Los gemelos digitales también se utilizan en el ciclo de vida de la fabricación, desde el diseño y la planificación hasta el mantenimiento de las instalaciones existentes.

En el sector energético se utilizan para apoyar la planificación estratégica de proyectos y optimizar el rendimiento y los ciclos de vida de los activos existentes, como las instalaciones en alta mar, las instalaciones de refinado, los parques eólicos y los proyectos solares.

El sector automotriz también los utiliza para crear modelos digitales de vehículos ya que pueden aportar información sobre el comportamiento físico del vehículo y de los modelos de software, mecánicos y eléctricos. En el área de salud, se emplean para crear gemelos virtuales de hospitales enteros, otras instalaciones de salud, laboratorios y cuerpos humanos para modelar órganos y realizar simulaciones que indiquen cómo responden los pacientes a determinados tratamientos.

Ventajas

  • Mejor rendimiento: los problemas se pueden abordar a medida que se producen, lo que garantiza que los sistemas funcionen al máximo y reduce el tiempo de inactividad.
  • Capacidades predictivas: los sensores inteligentes supervisan la salida de cada componente, e indican los problemas o fallos a medida que se producen. Es posible tomar medidas ante la primera señal de problemas en lugar de esperar a que el equipo se averíe por completo.
  • Supervisión remota: la supervisión remota reduce el número de personas que tienen que controlar los equipos industriales potencialmente peligrosos.
  • Tiempo de producción acelerado: al ejecutar escenarios, puede ver cómo reacciona el producto o la instalación ante los fallos y realizar los cambios necesarios antes de la producción real.

Tipos de gemelos digitales

  • Gemelos de componentes: son la representación digital de una sola pieza de un sistema completo. Estas son partes esenciales de la operación de un activo, como un motor dentro de una turbina eólica.
  • Gemelos de activos: son dos o más componentes que funcionan juntos como parte de un sistema más completo. Los gemelos de activos representan virtualmente cómo interactúan los componentes y producen datos de rendimiento que se pueden analizar para tomar decisiones fundamentadas.
  • Gemelos del sistema: son un nivel de abstracción superior a los gemelos de los activos. Un gemelo del sistema muestra cómo los diferentes activos trabajan juntos como parte de un sistema más amplio. La visibilidad que ofrece la tecnología de gemelos del sistema permite tomar decisiones sobre mejoras de rendimiento o eficiencia.
  • Gemelos del proceso: muestran el entorno digital de un objeto completo y ofrecen información sobre cómo sus diferentes componentes, activos y unidades funcionan juntos.

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