El gemelo digital, una réplica virtual precisa de objetos, procesos, ecosistemas empresariales y más, surge como un resultado de la utilización de datos obtenidos a través de las tecnologías de sensores del Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Esta tecnología, que se adhiere o integra en el objeto original, permite la creación de una copia exacta, conectada a la nube, que proporciona vistas estructurales y operativas en tiempo real. La Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) subraya la utilidad de estos datos para que los ingenieros monitoreen y modelen las dinámicas de los sistemas, con la particularidad de que se pueden realizar ajustes en el gemelo digital para anticipar cambios en el sistema original.
Con la adopción cada vez mayor de tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT) y el análisis de datos a gran escala (Big Data), los gemelos digitales se encuentran en el epicentro de la innovación. Las proyecciones de Deloitte indican un crecimiento significativo en este sector, estimando que el mercado global de gemelos digitales alcanzará los 16.000 millones de dólares para el año 2023, con una tasa de crecimiento anual compuesto del 38%. Ahondemos ahora en ocho áreas específicas donde los gemelos digitales están transformando y mejorando las operaciones en el ámbito de la fabricación.
Diseño de Producto
Los gemelos digitales desempeñan un papel crucial durante la fase de diseño al actuar como prototipos virtuales. Esto permite ajustes dinámicos y pruebas exhaustivas de diferentes simulaciones o diseños antes de comprometerse con la fabricación de un prototipo físico. La aplicación de procesos de optimización topológica, vinculados a simulaciones de elementos finitos, se traduce en una reducción de peso en productos, una disminución de piezas de ensamble y, en muchos casos, una mejora significativa en el rendimiento mecánico de piezas tradicionales.
Optimización de Procesos
En el ámbito de la fabricación, los gemelos digitales se integran mediante sensores en las líneas de producción para crear réplicas virtuales de los procesos. Al analizar indicadores clave de rendimiento, los ajustes en el gemelo digital permiten la identificación de nuevas oportunidades para optimizar la producción, reducir las variaciones y realizar análisis de la causa raíz. Además, facilitan el análisis de rutas alternativas para manufacturar un producto, considerando la disponibilidad de diferentes máquinas y herramientas y, por ende, flexibilizando la producción.
Gestión de Calidad
La monitorización continua y la respuesta a los datos provenientes de sensores IoT son fundamentales para mantener la máxima calidad y evitar repeticiones de trabajo innecesarias. Los gemelos digitales, al modelar cada aspecto del proceso de producción, son instrumentales para identificar variaciones y proponer mejoras en términos de materiales o procesos.
Gestión de la Cadena de Suministro
En el ámbito logístico, las empresas confían en los gemelos digitales para realizar un seguimiento y análisis de indicadores clave de rendimiento, como embalaje, gestión de flotas y eficiencia de rutas. Son especialmente valiosos para optimizar la producción justo a tiempo o en secuencia, así como para analizar las rutas de distribución, contribuyendo así a una gestión más eficiente de la cadena de suministro.
Mantenimiento Predictivo
Los gemelos digitales aplicados a equipos individuales o procesos de fabricación pueden identificar variaciones que indican la necesidad de reparaciones o mantenimiento preventivo. Además, ayudan a optimizar los niveles de carga, la calibración de herramientas y los tiempos de ciclo, prolongando la vida útil de los equipos y mejorando la eficiencia operativa.
Colaboración Interdisciplinaria
La disponibilidad inmediata de datos operativos provenientes de los gemelos digitales facilita el intercambio fluido entre disciplinas. Esto permite una colaboración más estrecha, mejora la comunicación entre departamentos y acelera el proceso de toma de decisiones. Ingeniería, producción, ventas y marketing pueden trabajar en conjunto, utilizando la misma fuente de datos, para tomar decisiones más informadas y estratégicas.
Capacitación de Colaboradores en la Empresa
La riqueza de datos disponible gracias a los gemelos digitales otorga a los operarios e ingenieros de planta la capacidad de comprender las complejas interacciones entre los parámetros de entrada a la máquina, las condiciones variables del entorno, como la humedad o la temperatura ambiente, y los resultados finales de la producción. La información analizada a través de los gemelos digitales motiva la participación innovadora de los empleados de la empresa en la búsqueda de optimizaciones de la producción basadas en conocimientos y experiencias prácticas.
Análisis de la Experiencia del Cliente
Los gemelos digitales, con frecuencia, son herramientas valiosas para recopilar datos a lo largo del tiempo, proporcionando información sobre el rendimiento del producto, la distribución y la experiencia del usuario final. Estos datos son esenciales para ayudar a ingenieros y diseñadores a mejorar la respuesta del cliente al producto, especialmente en áreas como la personalización y la facilidad de uso.
En resumen, la proliferación de gemelos digitales está remodelando la industria de la fabricación, aportando soluciones innovadoras que mejoran la eficiencia operativa, reducen costos y facilitan la toma de decisiones fundamentadas. Según la tecnología avanza, la aplicación de gemelos digitales en diversos sectores promete ser una constante fuente de mejoras y optimizaciones en la cadena de valor empresarial.