Cómo los gemelos digitales moldean las fábricas inteligentes del mañana

Hablando con Simon Keogh de Siemens, miramos el futuro de las fábricas inteligentes y el papel que jugarán los gemelos digitales en ello.

Dicho simplemente, «una fábrica inteligente es una fábrica conectada», dice Simon Keogh, Director General, Automatización de Fábrica en Siemens Digital Industries. «Tienes flujo de datos completo y flujos de trabajo integrados desde entrada de materia prima a producción de producto terminado, y desde planta a cobertura de stakeholders.

«La fábrica inteligente está realmente usando ese entorno conectado para maximizar la flexibilidad, y la productividad de la planta a través del uso de datos, mediante el uso de gemelos digitales y una optimización constante, que en algunas instancias estamos hablando de auto-optimización —pero todavía hay camino para lograr esto en la mayoría de entornos manufactureros».

Gemelos Digitales: Representación Virtual Completa de Tu Planta, Productos y Máquinas

Proveyendo a fabricantes las capacidades para experimentar una representación virtual de sus plantas de producción o productos, «el gemelo digital es una parte increíblemente importante de una fábrica inteligente», dice Keogh. «Permite a un fabricante superponer en ese entorno virtual muchos de los atributos físicos que existen en la planta física. Esto es realmente para maximizar la simulación para hacerla lo más realista posible y permitir la optimización de las capacidades más finitas.

«Los gemelos digitales también proporcionan un sistema de bucle cerrado virtual mediante el cual los fabricantes pueden simular todo lo que puedan para que cuando entren en el entorno físico, haya sido des-riesgado lo máximo posible, y el layout de diseño y rendimientos también hayan sido optimizados.

«Los puristas dirán que no es un gemelo hasta que tengas la representación virtual y la física, pero normalmente la virtual vendrá primero, seguida por la física poco después. Pero la capacidad de retroalimentar datos reales mientras la línea de producción o producto está siendo utilizado, de vuelta al gemelo digital permite a los fabricantes mejorar toda la simulación, resultando en un entorno constantemente mejorado, donde lo virtual y lo físico se acercan cada vez más».

Tecnologías Clave para Avanzar Capacidades de Fábrica Inteligente

«Creo que una de las más importantes, por supuesto, son los sensores donde estamos capturando datos alrededor de la fábrica. Creo que es realmente crítico porque se trata de una planta conectada, así que indudablemente, redes abiertas y protocolos abiertos nos permiten lograr esta planta conectada a través de muchas tecnologías y muchos fabricantes diferentes. Por supuesto, la capa de automatización y robótica también es increíblemente importante en términos de automatizar producción, particularmente mientras los recursos se vuelven más escasos y muchos de los productos se vuelven más complejos, con mucha más variedad y soluciones a medida», dice Simon Keogh, Director General, Automatización de Fábrica en Siemens Digital Industries.

«Creo que otra área son las tecnologías involucradas en visualización y analítica. Así que lo que realmente hacemos con los datos una vez que los hemos sacado de la planta de manufactura es convertirlos en información e insights para tomar decisiones de negocio rápidas. Creo que en términos de cerrar el bucle, tecnologías como cloud y el edge industrial nos permitirán utilizar tecnología como inteligencia artificial y machine learning.

«Un gemelo digital puede implementarse en muchos niveles de las operaciones de un fabricante; puede ser una representación digital de una máquina, una línea de producción, o una planta entera. «Sin embargo, para lograr un sector manufacturero altamente optimizado y de alto rendimiento, las ganancias thereafter como resultado de buenas prácticas de manufactura esbelta, creo, vendrán del uso de gemelos digitales», dice Keogh, quien añade que «a medida que el espacio se vuelve más y más escaso, la capacidad de optimizar layouts de planta será crítica, así como la optimización del ciclo de vida mientras el time-to-market se acorta. Creo que estas demandas se lograrán a través de un gemelo digital integrado», añade Keogh.

Implementando un Gemelo Digital en Tus Operaciones de Manufactura

Con muchos fabricantes empezando sus gemelos digitales como un dibujo CAD 2D o 3D, «es fácil entonces tomar esos dibujos CAD e importarlos en algo como nuestro mechatronics concept designer, como ejemplo, y luego superponer los atributos físicos de ese producto, máquina o planta, y podemos empezar una simulación que puede variar desde un nivel simple a uno más detallado para correr escenarios «qué pasaría si», horarios de producción, y oferta y demanda. Mientras los fabricantes pueden desarrollar sus propios gemelos digitales, hay socios de soluciones e integradores de sistemas que pueden entrar en una organización y crear gemelos digitales», dice Keogh.

Los Próximos Cinco Años…

En cierto grado, los gemelos digitales ya están en uso hoy. A medida que la industria avanza, Keogh espera ver el uso de la tecnología expandirse para que las organizaciones tengan una cobertura mucho más amplia de su instalación de producción dentro de un gemelo digital. «Creo que veremos mucha mayor integración entre las diversas etapas de diseño, ingeniería, desarrollo, producción, y luego a través de optimización de servitización en términos del producto y la producción, así que creo que esa integración ocurrirá más. Creo que empezaremos a ver mucha gente que ha estado produciendo montones de datos, y creando data lakes para intentar analizar y ganar insights, entender que necesitas pilotar este tipo de aplicaciones y luego escalar. Así que creo que veremos mucho más de eso en lugar de solo intentar verter todos los datos a la nube», comenta Keogh.

«Y creo que veremos algunas más de estas tecnologías innovadoras como IA entrando en manufactura. No creo que hayamos visto realmente un uso amplio de 5G como medio de comunicaciones dentro de fábricas aún. Pero creo que veremos redes mucho más rápidas y soluciones de red mucho más flexibles como 5G. Creo que veremos esto pasando más y más rápido. Reflejando en nuestro propio desarrollo de nuestras propias soluciones, la velocidad es bastante asombrosa. Si solo miro los últimos dos o tres años y lo que viene, un minuto estamos hablando de una tendencia, al minuto siguiente tenemos la tecnología, y realmente está sucediendo a ritmo. Mientras que antes, creo que la gente miraba cinco años y decía, «sí, ya sabes, va a haber un poco de cambio». Ahora creo que habrá un cambio significativo.

«Es diferente en diferentes sectores, por supuesto, aeroespacial y automotriz siempre han liderado el camino en despliegue de tecnología, pero creo que empezaremos a ver mucha mayor adopción en otros sectores como alimentación y bebidas, por ejemplo, y quizás en sectores que tienen mucha más legislación alrededor, y por tanto, en cierto grado, tienen un enfoque un poco más conservador en su adopción de tecnologías», concluye Keogh.