Tecnología de gemelos digitales:más allá de la ciencia espacial

En realidad, los gemelos digitales lo son ciencia espacial. Después de todo, hace décadas, la NASA utilizó lo que entonces llamó tecnología de emparejamiento para simular un entorno fuera de alcance. Hoy usamos el término gemelo digital, que yo definiría como un modelo virtual de un proceso, producto o servicio. Esta representación digital completa de 360 ​​° de un activo físico se utiliza principalmente en el espacio industrial. Pronto, estarán más extendidos en verticales desde alimentos y bebidas hasta venta minorista y atención médica.

Los gemelos digitales y su pariente cercano, el hilo digital, que agrega una dimensión de ciclo de vida de un extremo a otro, serán clave para obtener una ventaja competitiva y generar mejores resultados comerciales. Por un lado, ayudarán a optimizar la etapa de diseño y darán como resultado procesos, equipos y operaciones más confiables. Con el tiempo, comprender el rendimiento de los activos proporciona información para mejorar y, en última instancia, conduce a una mayor rentabilidad.

Digital Twin 101

La convergencia de una serie de tendencias tecnológicas impulsará el inminente aumento de gemelos. Primero, el crecimiento ininterrumpido de IoT. Instrumentar el mundo real con la explosión de sensores y conectividad casi universal transforma nuestra capacidad para acceder a datos del mundo real.

Además, nuestra capacidad para ingerir y analizar cantidades masivas de datos disponibles impulsados ​​por la nube, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático transforma nuestra capacidad para generar conocimientos. Además, avances en 3D, realidad aumentada (AR), realidad virtual (VR) y realidad extendida (XR) nos permite aplicar esos conocimientos en un contexto del mundo real, con superposiciones de datos y eventos que aumentan la capacidad de los operadores para cerrar el ciclo y transformar esos conocimientos en acciones.

De hecho, la convergencia de varias tecnologías hace que el gemelo digital sea una forma viable de aprovechar el valor al dar un significado actual y futuro a todos esos datos. De hecho, los datos confiables y precisos son el núcleo de cualquier marco de subprocesos o gemelos digitales. Vincula a quienes colaboran en el ciclo de vida de los procesos o activos digitales, desde diseñadores, ingenieros, gerentes de plantas y cadenas de suministro hasta el cliente o usuario final.

Eso no quiere decir que un gemelo digital sea un resultado final, producto, resultado o tecnología en sí mismo . Es un marco dinámico respaldado por datos que funciona como un habilitador empresarial que conduce a resultados, productos, resultados o nuevas tecnologías. Es un medio para un fin, y el fin es resolver un problema del mundo real con datos del mundo real.

Gemelos digitales y el ciclo de vida

Al crear un gemelo digital, el activo físico genera datos durante su diseño y vida operativa que permiten una simulación unificada del ciclo de vida.

La simulación digital aprende de las operaciones pasadas y presentes y hace predicciones sobre operaciones futuras, que luego pueden traducirse en acciones del mundo real.

Los gemelos digitales pueden comenzar a crear valor durante la fase de concepto, por ejemplo, cuando se analizan e iteran las alternativas de diseño.

Más allá de esto, durante la fase operativa, permiten a las empresas anticipar y mitigar los problemas antes de que sucedan, lo que resulta en operaciones seguras, más eficientes y rentables. Gartner lo expresa así:"Cuando se combinan los datos gemelos con reglas comerciales, algoritmos de optimización u otras tecnologías analíticas prescriptivas, los gemelos digitales pueden respaldar las decisiones humanas o incluso automatizar la toma de decisiones". Sin embargo, para hacerlo, el gemelo debe representar con precisión los aspectos físicos, de comunicación y operativos del equipo o dispositivo.

Por lo tanto, en cualquier fase del ciclo de vida, la arquitectura de la información y la gestión de datos son un prerrequisito claro para crear un valor significativo (el fin) a través de la representación del gemelo digital (los medios).

Cómo se utilizan hoy en día los gemelos digitales

Los gemelos digitales prevalecen en la industria, particularmente cuando se trata de la optimización de la planta a lo largo del ciclo de vida de la instalación. Un gemelo digital de toda la fábrica proporciona un modelo de toda la operación, desde el CapEx hasta las fases de OpEx. Esto comienza con el diseño preliminar y pasa por la fase de construcción, luego en la optimización operativa y, finalmente, el desmantelamiento eficiente al final del ciclo de vida.

El gemelo digital se puede actualizar en tiempo real para que cuando la instalación física entre en funcionamiento, se refleje completamente, incluidas las variables de mantenimiento, conectividad, seguridad y rendimiento / producción. Cualquier cambio en la instalación física se actualiza automáticamente en el modelo virtual.

Las ideas para la optimización se pueden probar previamente de esta manera para evaluar el impacto del cambio propuesto en la rentabilidad. Esto elimina la necesidad (y el gasto) de construir prototipos. También acorta los tiempos de ciclo del ROI.

De manera similar, en los productos empaquetados, los gemelos digitales pueden ayudar a administrar el ciclo de vida del producto. A través de simulaciones digitales basadas en las preferencias del consumidor, los nuevos productos pueden cobrar vida y repetirse más rápido sin volver a crear el producto físico en cada etapa. Una vez en el comercio minorista, los gemelos digitales se pueden utilizar para modelar los intereses y el comportamiento del comprador para generar una mejor experiencia del cliente e impulsar las ventas.

Las instituciones de salud están comenzando a utilizar gemelos digitales para comprender mejor nuestros cuerpos y los efectos de las enfermedades y el tratamiento. Los médicos pronto podrán practicar y perfeccionar los procedimientos de forma virtual. Los investigadores ya están construyendo cerebros y corazones virtuales en 3D para ayudar a superar las limitaciones creadas por las imágenes en 2D.

¿Tendré un gemelo digital?

Los gemelos digitales no son solo para negocios. Desde teléfonos inteligentes, rastreadores de actividad física, aplicaciones de salud y redes sociales, sin mencionar nuestros dispositivos domésticos inteligentes, las personas generan una gran cantidad de datos (el famoso "yo cuantificado" es un ejemplo de eso).

Es posible que pronto tengamos una copia de nosotros mismos para el cuidado personal y para vivir una vida más productiva, convirtiéndonos en pacientes tanto digitales como físicos. Por ejemplo, ¿podríamos eventualmente ver el efecto de comer papas fritas versus quinua en nuestros cuerpos digitales? No está descartado que nuestros gemelos digitales puedan aprender como máquinas y enseñarnos a "optimizar" nuestras operaciones.

Por supuesto, estos gemelos individuales crearán un enfoque renovado en la privacidad. Para que esos gemelos digitales ganen terreno en el espacio del consumidor, el propietario de los datos, la persona, debe tener el control. El despliegue de un nuevo conjunto de tecnologías centradas en la privacidad (como privacidad diferencial, aprendizaje federado, cifrado homomórfico y prueba de conocimiento cero) puede, con el tiempo, ayudar a asegurar la propiedad de esos datos por diseño.

El futuro es ahora:ampliar nuestra realidad con los gemelos digitales

Las empresas pueden aprovechar los gemelos digitales para ayudar a identificar y solucionar problemas previamente desconocidos o irresolubles e innovar de manera más eficaz. La complejidad de los activos y procesos continúa aumentando, por lo que aumentará la demanda de velocidad y agilidad. Por lo tanto, los gemelos digitales, cuando se utilizan para abordar problemas del mundo real, podrían ser una excelente manera de abordar y resolver esta paradoja aparentemente intratable y convertirse en bloques de construcción para el éxito empresarial.

Los gemelos digitales pueden pensarse como un nuevo tipo de solución colaborativa que unifica la TI, las operaciones, la I + D, el marketing y el negocio, así como una forma de converger de manera eficiente una serie de nuevas plataformas tecnológicas, desde IoT a la nube, pasando por la inteligencia artificial y la realidad extendida hacia la resolución. de problemas complejos del mundo real. Y resolver esos problemas verbales reales nos llevará a plantearnos nuevas preguntas como:¿Cómo definirá lo digital la realidad dentro de cinco años?

Hervé Coureil es el director digital de Schneider Electric, donde ha trabajado durante más de 20 años. Herve gestiona un equipo global que impulsa la transformación digital dentro de Schneider Electric y apoya la transformación digital de los clientes a través de tecnologías y servicios, así como de socios del ecosistema. Antes de este cargo, se desempeñó como director de información después de aproximadamente 15 años en finanzas y desarrollo comercial, como director financiero (CFO) de la Unidad de Negocios de TI de Schneider Electric, así como director financiero para la región de Asia Pacífico y como director corporativo. Oficial de fusiones y adquisiciones.