El gemelo digital es una réplica virtual de un activo o proceso que combinando información de diseño, datos de proceso y capacidades de simulación, nos permite optimizar el funcionamiento a lo largo de su vida.
¿Qué pasos hay que seguir para construir un gemelo digital?
Los procesos o activos físicos que pueden emprender este viaje hacia la inteligencia son de muy diversa índole y puede aplicarse en las distintas fases de su vida, desde el diseño, pasando por la producción o fabricación, hasta llegar a explotación e incluso el desmantelamiento del activo.
En la fase de concepción, el gemelo digital nos permite optimizar el diseño del proceso, los materiales, el control, probando cómo se comportará y el impacto que distintos enfoques tendrán posteriormente en la construcción y explotación del activo o proceso.
Durante la fase de construcción o desarrollo, el gemelo digital supone una herramienta útil para optimizar la logística, soportar las pruebas o entrenar a los operadores encargados posteriormente de la explotación.
Por último, en la fase de explotación el gemelo digital se puede enriquecer con datos de funcionamiento real, obtenidos mediante sensores o mediante pruebas y ensayos, permitiendo abordar la simulación de los procesos o activos a partir de datos empíricos y aplicando inteligencia artificial.
Veamos un ejemplo de gemelo digital
Pongamos el ejemplo de un brazo robótico. Para diseñar el equipo se ha desarrollado su gemelo digital simulando su comportamiento mecánico y lógico, con el fin de que el diseño sea óptimo para su función, para validar la lógica de control y soportar las pruebas o para formación de los futuros operadores. Además, en el momento que el robot entre en explotación, su gemelo digital podría recibir los datos reales del proceso, con los que se podrán optimizar sus maniobras y mejorar así la seguridad y el coste de las operaciones.
¿Qué herramientas se utilizan para modelar un activo?
Existen dos maneras fundamentales de abordar el modelo de los activos:
- Modelar el comportamiento físico del activo mediante herramientas software o algoritmos que replican el comportamiento físico de los activos, haciendo posible predecir su comportamiento, basándose en las condiciones de entrada. Este tipo de aproximación se suele utilizar en etapas tempranas (diseño del producto) y se pueden complementar con modelos empíricos según se vaya recopilando información del propio activo u otros similares.
- De manera empírica aplicando la inteligencia artificial a partir de datos de funcionamiento de los activos o procesos. Se utiliza generalmente en procesos que ya han sido puestos en funcionamiento y permite ir aprendiendo del comportamiento real de los mismos.
Pilares fundamentales para el desarrollo de un gemelo digital
Tecnatom como especialista en simulación dispone de software para modelar procesos eléctricos, termo hidráulicos y lógicos. También contamos con herramientas de monitorización que permiten obtener los datos de comportamiento real, y modelos de análisis “whatif”, entre otros. Además, cuenta con especialistas en analítica de datos e inteligencia artificial y expertos en procesos energéticos e industriales.
Gemelos digitales y su aplicación en el mundo industrial
El gemelo digital se puede aplicar a cualquier activo o proceso que podamos modelar a partir de las ecuaciones físico-químicas fundamentales, o a partir de datos existentes. Actualmente se están aplicando en aeronáutica, procesos petroquímicos, en sistemas eléctricos de distribución y transporte, o en generación de energía, por ejemplo, en turbinas eólicas. Hemos ofrecido algunas ideas, pero es el lector el que conoce mejor sus procesos y los problemas que un gemelo digital puede ayudarle a resolver.
Los dos pilares fundamentales para un viaje exitoso hacia el gemelo digital son los datos y la modelación de los procesos o activos. Llegar al final del viaje significa controlar más eficientemente tus procesos o activos y aplicar la mejora continua.
