IoT industrial:auge del gemelo digital en el sector manufacturero

El término gemelo digital no es más que una conceptualización de mantener una coincidencia digital de un objeto físico, operación, utilizando los datos de dispositivos inteligentes como sensores. El canal que une el gemelo digital y su parte física correspondiente se denomina hilo digital. Es probable que el modelo digital se modifique y actualice periódicamente con la incorporación adecuada de inteligencia artificial y datos. Además, también proporciona realidad virtual actual y concurrente. La combinación del objeto físico con el elemento correspondiente generado por computadora es crucial. Como tendencia tecnológica del IoT industrial aumenta, la tecnología de gemelos digitales es más importante ahora que nunca.

Las contrapartes digitales están conectadas con la tecnología de red y su capacidad para deshacerse de los problemas y proporcionar un mayor rendimiento operativo está haciendo que esta parte de coincidencia digital sea la tecnología esencial para todas las organizaciones.

Al ofrecer a las empresas una réplica digital completa de los productos, la tecnología de gemelos digitales permite a las industrias notar cualquier problema físico en el equipo con mucha anticipación para que puedan tomar las medidas adecuadas para eliminar los posibles problemas mucho antes de que ocurran.

Pero hacer una réplica digital del equipo es una tarea abrumadora. La mejor manera de hacerlo realidad es la creación de una contraparte digital para una división en la unidad de fabricación, ponerla en acción y luego proceder a desarrollar la parte de coincidencia digital para otras áreas de las unidades de fabricación.

Además, el gemelo digital es distinto del CAD (diseño asistido por computadora). El potencial real de la contraparte digital es que puede ofrecer rápidamente la conexión generalizada real entre los dominios físicos y digitales en las industrias.

Publicación relacionada:Un resumen de la estimación del mercado y sus fases

La tecnología de gemelos digitales está cambiando la cara de la industria manufacturera y, por lo tanto, reduce los costos; controlar los activos y disminuir el tiempo de inactividad causado por la falla del equipo. La coincidencia digital de una parte de un objeto físico en las industrias juega un papel vital en el IoT industrial. Esta tecnología también está aumentando nuevas posibilidades para todos los negocios en todo el mundo. La réplica digital utiliza tecnologías como la realidad virtual al hacer uso del modelado de datos y gráficos para crear perfectamente un modelo virtual de cualquier equipo.

Funcionamiento de la tecnología del gemelo digital:

En esta tecnología actual, los sensores acompañados de los objetos físicos en la fábrica recopilan datos y los transmiten a su réplica generada por computadora, y su comunicación finalmente mejora el rendimiento del objeto físico. La guinda del pastel es que la contraparte virtual se puede crear mucho antes de que el equipo se construya físicamente en las unidades de fabricación.

Para hacer la parte virtual exacta de un producto físico en particular, es esencial que los ingenieros recopilen y combinen datos de numerosas fuentes, como estadísticas de fabricación, información sobre su funcionamiento y también del software de análisis. Aparte de esto, también existe un requisito de procedimientos de IA que se incorporan a la réplica generada por computadora de equipos específicos.

La réplica digital en la unidad de fabricación se utiliza en varios niveles, como se menciona a continuación:

Nivel de componente n.º 1:

Este nivel de Digital Twin destaca el componente individual crucial en todo el procedimiento de fabricación. La única pieza que más se necesita y el proceso de fabricación depende en gran medida de ese componente en particular.

#2 Nivel de recurso:

Digital Replica in Asset Level desarrolla una réplica digital de una parte específica del equipo que se utiliza en la fase de producción.

#3 Nivel del sistema:

Siempre que los fabricantes necesitan improvisar toda la línea de producción, se implementa la réplica digital a nivel de sistema.

#4 Nivel de proceso:

El nivel de proceso analiza todo el ciclo de vida de un producto. Comenzando desde el diseño y desarrollo del producto/proceso hasta la fabricación o producción, la distribución y la forma en que el usuario final utiliza el producto. Lo que en consecuencia ayuda en el desarrollo de productos actuales y futuros.

Publicación relacionada:5 mejores usos del IoT industrial en el transporte

Plan de diseño del concepto de gemelo digital:

#1 Construcción:

Esta fase incluye el equipamiento de un objeto físico con varios sensores que miden la percepción del objeto físico y también de su entorno. Las medidas se clasifican en 2 categorías:

1. Medidas operativas, que se refieren al rendimiento físico del equipo, como la uniformidad del color, el par, el desplazamiento y la resistencia a la tracción.
2. Los datos externos que afectan las operaciones del equipo físico, como la presión barométrica, la temperatura ambiente y el nivel de humedad.

Estas medidas se pueden convertir en mensajes digitales seguros con la ayuda de codificadores. Estos mensajes digitales luego se transfieren a una réplica digital del equipo.

#2 Comunicación:

Esta fase particular realiza una conectividad bidireccional perfecta en tiempo real entre los procesos físicos y la plataforma digital. La conectividad de la red es un factor vital que debe incluirse para soportar la contraparte virtual del equipo físico. Además involucra 3 elementos:

1. Procesamiento perimetral:

   Esta interfaz conecta sensores con historiadores de procesos y luego procesa datos de los sensores y los pasa a la plataforma. Esto traduce protocolos propietarios para hacer que los formatos de datos sean comprensibles y reducir la comunicación de la red. El procesamiento perimetral hace que la comunicación de la red sea más rápida al procesar los datos ingeridos en los puntos finales.

2. Interfaz de comunicación:

   Las interfaces de comunicación ayudan a transferir datos procesados ​​(información) desde la función del sensor a la función de integración. Según la configuración del gemelo digital, el sensor que produce la información puede colocarse en cualquier lugar:en una operación minera, en una casa, en un estacionamiento, casi en cualquier lugar.

3. Seguridad perimetral:

   La introducción de nuevos sensores y comunicaciones trae nuevas amenazas de seguridad, que están evolucionando rápidamente. La necesidad de nuevas soluciones para habilitar gemelos digitales de manera segura será necesaria a medida que los activos habilitados para IP crezcan con el tiempo. El uso de firewalls, encriptación, claves de aplicación y certificados de dispositivos son los enfoques de seguridad más comunes.

#3 Agregando:

La agregación de datos puede respaldar la ingesta de datos en un almacén/repositorio de datos, que se puede procesar y preparar fácilmente para el análisis. La agregación y el procesamiento de datos se pueden realizar tanto en la nube como en las instalaciones.

#4 Analizando:

Otra fase que entra en acción es el análisis de los datos. En esta etapa, los datos completos se examinan y contemplan minuciosamente. La mayoría de los analistas de datos y científicos utilizan plataformas de análisis avanzadas para generar conocimientos a partir de los datos, lo que permite tomar decisiones inteligentes.

#5 Etapa de conocimiento:

Los conocimientos, generados a partir de los análisis, se presentan en tableros con representaciones visuales, que resaltan cualquier pequeña diferencia en el rendimiento del mundo físico analógico y el modelo gemelo digital en una o más dimensiones. Indica las áreas que potencialmente necesitan ser investigadas.

Acto n.º 6:

Aquí es donde utiliza los conocimientos procesables, generados en el paso anterior, y los retroalimenta al activo físico. Los conocimientos pasan a través de decodificadores, que decodifican los comandos, y se alimentan a los actuadores, que son responsables del control y el movimiento del equipo. Los conocimientos también se pueden actualizar en los sistemas de back-end que controlan las cadenas de suministro.

¿Cómo colocar la primera piedra con la tecnología de gemelos digitales?

#1 Descubra las oportunidades:

Inicialmente, es crucial visualizar y poner a cero las áreas de una unidad de fabricación que pueden aprovechar los beneficios de la tecnología de gemelos digitales. La necesidad y el escenario adecuado pueden ser diferentes para cada unidad de fabricación, pero probablemente tendrán las siguientes características:

1. El equipo físico que seleccione debe ser un elemento crucial de su proceso de fabricación para invertir dinero en la creación de una contraparte virtual.
2. Producto:los problemas relacionados con el proceso se pueden resolver, lo que podría generar valor para la empresa o el cliente.

Una vez que reduzca las oportunidades, la oportunidad debe evaluarse más a fondo para reconocer los factores del proceso que pueden ofrecer ventajas del gemelo digital.

#2 Detectar el proceso:

El siguiente paso es reconocer la configuración del gemelo digital piloto, que es del valor más alto posible y tiene una alta tasa de éxito. Puede considerar los factores y las operaciones de gestión del cambio organizacional para identificar al mejor candidato para el piloto. Las empresas a menudo eligen el enfoque equivocado al profundizar en la construcción de un gemelo digital de un equipo o proceso altamente complejo y pueden enfrentar desafíos. En su lugar, deberían enfocarse en ser amplios en lugar de profundos:implementar un gemelo digital ampliamente en toda la organización, lo que genera el mayor valor y soporte.

N.º 3 para empezar, ve por lo estrecho:

Para limitar el alcance, el piloto puede ser un subconjunto de cualquier división comercial o producto. El alcance limitado debería al menos mostrar valor para la empresa. A medida que avanza en el desarrollo del piloto, los implementadores deben ser adaptables y deben tener una mentalidad abierta. Un ecosistema agnóstico permitirá la adaptabilidad y la integración con los datos y aprovechará nuevos socios o tecnologías.

Si bien desea ser independiente de los datos (estructurados y no estructurados) y cualquier fuente de datos (nuevos sensores o fuentes de datos externas), necesitará una solución integral que sea lo suficientemente escalable para admitir la expansión.

#4 Ampliar el piloto:

Una vez que el piloto tiene éxito, se puede escalar aún más. Ahora necesitaría identificar oportunidades en las que pueda escalar el Piloto y cosechar sus beneficios. Es posible que desee comenzar con la orientación de procesos adyacentes o procesos que son similares y tienen interconexiones con el Piloto. Aprenda de los errores cometidos durante el desarrollo del piloto y amplíelo rápidamente.

Y sí, no olvide comunicar el valor derivado de la adopción del gemelo digital a sus accionistas y empresas más grandes.

#5 Evaluar:

El seguimiento y la medición de estas soluciones después de su implementación le permitirán medir el valor que entrega el gemelo digital. Puede realizar cambios en el futuro proceso del gemelo digital de forma iterativa y observar los resultados para identificar la mejor configuración posible del gemelo digital.

Resumiendo:

En pocas palabras, se puede concluir que la tecnología de gemelos digitales, una tendencia tecnológica de vanguardia, jugará un papel vital en las implementaciones de aplicaciones industriales de IoT. Esta nueva tecnología también ayudará a proporcionar mayores ingresos a la industria, disminuir los gastos generales no deseados que surgen debido a problemas en los equipos y procesos. La tendencia de la tecnología de gemelos digitales también ayuda a disminuir los gastos de mantenimiento en gran medida. Además, también aumenta la consistencia en la línea de producción en una organización. Eventualmente, esta tendencia tecnológica también mejora el servicio al cliente que es el objetivo final de las industrias.

Si desea obtener la solución de extremo a extremo de IoT efectiva para su empresa , entonces siéntete libre de contáctanos y lo ayudaremos a seleccionar la solución adecuada según las necesidades de su negocio.