Cómo los gemelos digitales están cambiando el panorama tecnológico

El concepto de gemelo digital está provocando un cambio de paradigma en nuestra comprensión de la tecnología. Un gemelo digital es una representación virtual de un objeto o sistema físico, como una máquina, estructura o proceso. Se puede utilizar para imitar el comportamiento de la contraparte del mundo real. Se crea combinando datos de sensores y otras fuentes, así como datos de análisis avanzados y algoritmos de aprendizaje automático.

Esto permite el seguimiento y análisis en tiempo real del objeto físico o sistema, lo que permite un mantenimiento predictivo, lo que conduce a una mayor eficiencia y una mejor toma de decisiones.

La idea de los gemelos digitales existe desde hace décadas, pero gracias a los recientes avances tecnológicos, últimamente se ha vuelto más utilizada. Los gemelos digitales se utilizan actualmente en una variedad de sectores comerciales, incluidos la manufactura, la atención médica y la energía. Ayudan a las empresas a reducir costes, aumentar la eficiencia y mejorar la seguridad.

A lo largo de este artículo, veremos cómo los gemelos digitales están influyendo en el estado actual de la tecnología. Nuestra discusión se centrará en los distintos tipos de industrias que implementan gemelos digitales y algunos de los usos más comunes. Cubriremos los beneficios del uso de gemelos digitales y los desafíos asociados con él.

¿Qué es exactamente un gemelo digital?

Un gemelo digital es la representación de una entidad o sistema físico que está presente únicamente en el mundo digital. Es una reproducción digital de un sistema, que puede estar vivo o no, y puede utilizarse para diversas actividades, entre ellas seguimiento, análisis y control. En otras palabras, un gemelo digital es una representación digital en tiempo real de un objeto o sistema físico formado mediante la integración de datos de diferentes fuentes.

La recopilación de datos es el primer paso para desarrollar un gemelo digital de un objeto físico. Los datos pueden originarse en una variedad de ubicaciones, incluidos sensores, simulaciones y otras fuentes. Después de la recopilación de datos, se construye una representación digital de la entidad o sistema real.

Después de eso, el modelo virtual se utiliza para simular el rendimiento del sistema u objeto del mundo real en varios contextos. Esto hace posible examinar cómo el objeto o sistema real podría responder a una variedad de escenarios. Los resultados de estas simulaciones se pueden utilizar para hacer predicciones sobre las acciones que realizará el objeto o sistema físico cuando se coloque en situaciones que ocurren en el mundo real.

Después de desarrollar el modelo virtual, se puede implementar en el proceso de monitoreo y control del sistema real u objeto físico. Esto permite el monitoreo y control en tiempo real del gemelo físico, lo que a su vez permite una operación y mantenimiento más eficientes del objeto o sistema.

Finalmente, el gemelo digital se puede utilizar para realizar ajustes en el diseño y las características del objeto físico o del sistema con el fin de mejorar el rendimiento de este último. Esto se puede hacer para maximizar la eficacia del primero. Esto hace posible operar y mantener el sistema de manera más eficiente, lo que lleva a un mayor rendimiento.

Los orígenes de los gemelos digitales

El concepto de gemelos digitales fue introducido por primera vez por el Dr. Michael Grieves en la Universidad de Michigan a principios de la década de 2000. Se puede utilizar una representación virtual de un objeto o sistema físico para monitorear y analizar su desempeño en tiempo real, según el concepto de. gemelos digitales. Desde entonces, muchas industrias, incluidas la aeroespacial, automotriz, sanitaria, manufacturera y otras, han adoptado esta tecnología.

La NASA comenzó a utilizar gemelos digitales en su programa de exploración espacial en 2003. Pudieron simular el rendimiento de los componentes de las naves espaciales, como motores y tanques de combustible, en diferentes entornos antes de lanzarlas al espacio, creando modelos virtuales de estos componentes. Esto les permitió identificar problemas potenciales antes de que ocurrieran y hacer los ajustes necesarios.

Desde entonces, otras organizaciones han comenzado a utilizar esta tecnología para una variedad de aplicaciones que van desde la optimización del diseño de productos hasta estrategias de mantenimiento predictivo. General Electric (GE) lanzó su plataforma Predix en 2006, que emplea IoT y tecnología de gemelos digitales para ayudar a las empresas a gestionar mejor sus activos y operaciones mediante análisis de datos y algoritmos de aprendizaje automático.

Debido a los avances en las tecnologías de inteligencia artificial (IA), como el aprendizaje profundo y el procesamiento del lenguaje natural (PNL), el uso de gemelos digitales ha ganado popularidad en los últimos años. Los usuarios pueden utilizar estas herramientas de inteligencia artificial para crear simulaciones muy detalladas que pueden predecir con precisión cómo se comportará un activo en determinadas condiciones o escenarios. Los fabricantes, por ejemplo, ahora pueden utilizar gemelos digitales impulsados ​​por IA para garantizar la calidad, simulando los procesos de producción de antemano para identificar problemas potenciales antes de que ocurran en la fábrica.

La tecnología de gemelos digitales también se está utilizando en entornos sanitarios, donde puede utilizarse para la monitorización de pacientes y la investigación sobre el desarrollo de fármacos. Además, algunas ciudades están empezando a utilizar esta tecnología para iniciativas de planificación urbana, como sistemas de gestión del tráfico o proyectos de infraestructuras de ciudades inteligentes, como redes de distribución de agua o redes de energía.

En general, está claro que la tecnología de gemelos digitales ha avanzado mucho desde su introducción hace más de 15 años. Continúa evolucionando a medida que avanzan las tecnologías de IA, lo que la hace aún más poderosa que nunca.

¿Qué tipos de empresas se benefician más del uso de gemelos digitales?

Al utilizar gemelos digitales, las empresas tienen el potencial de aumentar la productividad, reducir costos y aumentar la satisfacción del cliente. Los fabricantes, por ejemplo, pueden utilizar gemelos digitales para monitorear el rendimiento de sus máquinas y mejorar la eficiencia de sus procesos de fabricación. Utilizando gemelos digitales, los profesionales de la salud pueden monitorear la salud de sus pacientes y brindar una atención más personalizada. Las empresas energéticas pueden controlar el consumo de energía y maximizar la producción utilizando gemelos digitales.

El servicio de atención al cliente también puede beneficiarse de los gemelos digitales. Los minoristas, por ejemplo, pueden utilizar gemelos digitales para monitorear las preferencias de los clientes y hacer recomendaciones personalizadas. Los gemelos digitales también pueden ayudar a las empresas a comprender mejor las necesidades de sus clientes, como realizar un seguimiento de los comentarios de los clientes y utilizarlos para mejorar productos o servicios.

Además, los gemelos digitales se pueden utilizar para monitorear el desempeño de las campañas de marketing de una empresa, lo que permite realizar ajustes en tiempo real para lograr la máxima eficiencia. Por último, los gemelos digitales pueden ayudar a las empresas a identificar problemas potenciales antes de que se conviertan en problemas mayores, ahorrando tiempo y dinero a largo plazo.

Los gemelos digitales, en general, pueden utilizarse para mejorar la eficiencia de cadenas de suministro completas. Las empresas pueden identificar áreas de mejora y realizar cambios que reducirán los costos y aumentarán la satisfacción del cliente mediante el seguimiento y análisis de datos de todos los puntos de una cadena de suministro . Al proporcionar información sobre sus operaciones, los gemelos digitales también pueden ayudar a las empresas a comprender mejor las estrategias de sus competidores y desarrollar nuevas formas de mantenerse por delante de la competencia.

¿Cuáles son las ventajas de los gemelos digitales?

Una ventaja significativa del uso de gemelos digitales es que permiten a las organizaciones simular diferentes escenarios antes de realizar cambios en el mundo real, lo que ayuda a reducir el riesgo asociado con nuevas iniciativas o lanzamientos de productos. Puede probar varias configuraciones de un activo o proceso creando un modelo virtual del mismo sin interrumpir las operaciones existentes ni incurrir en costos adicionales asociados con enfoques de prueba y error. Esto también permite a las empresas identificar problemas potenciales antes de que ocurran, lo que les permite tomar medidas correctivas lo más rápido posible si es necesario.

Otro beneficio de los gemelos digitales es que proporcionan datos detallados sobre métricas de rendimiento, como lecturas de temperatura, niveles de presión, etc., que pueden ayudar a informar la toma de decisiones cuando llega el momento de realizar mantenimiento o actualizaciones. Estos datos también se pueden utilizar para análisis predictivos, lo que permite a las empresas predecir requisitos futuros en función de las tendencias y patrones actuales en los datos de uso recopilados de los sensores del gemelo a lo largo del tiempo.

Por último, los gemelos digitales mejoran la colaboración entre departamentos dentro de una organización, así como entre partes interesadas externas, como proveedores o clientes, que pueden necesitar acceso a partes específicas del sistema para llevar a cabo sus tareas de manera efectiva. Al proporcionar una única fuente de verdad, todos los involucrados tienen visibilidad de lo que sucede en un momento dado, lo que ayuda a agilizar los canales de comunicación y al mismo tiempo reduce los errores causados ​​por la falta de comunicación o la falta de comunicación total.

Debido a la aparición de soluciones basadas en la nube que permiten a los usuarios acceder y administrar sus gemelos digitales desde cualquier parte del mundo, la tecnología también se está volviendo más accesible para las pequeñas empresas. Esto ha abierto un nuevo mundo de posibilidades para las empresas que buscan aprovechar esta poderosa herramienta sin invertir mucho en hardware o software por adelantado.

Además, los avances en IA han hecho que los gemelos digitales sean más inteligentes, permitiéndoles aprender de experiencias pasadas y tomar decisiones basadas en esos datos. Esto significa que se pueden utilizar para análisis predictivos, así como para obtener información en tiempo real sobre el rendimiento de un activo o proceso en un momento determinado, al tiempo que reducen la necesidad de intervención manual.

Como resultado, no sorprende que el uso de gemelos digitales haya ganado popularidad en los últimos años, especialmente entre las empresas más grandes que buscan maximizar la eficiencia y minimizar los costos siempre que sea posible. Es fácil ver por qué tantas empresas están recurriendo a esta tecnología para mantenerse por delante de la competencia en el cambiante panorama empresarial actual. Entre los beneficios se encuentran su capacidad para proporcionar datos detallados sobre métricas de desempeño, reducir los riesgos asociados con nuevas iniciativas o lanzamientos de productos, mejorar la colaboración entre departamentos dentro de una organización y habilitar capacidades de análisis predictivo.

Las limitaciones de los gemelos digitales

Aunque los gemelos digitales han ganado popularidad en los últimos años, existen algunas limitaciones y riesgos asociados a esta tecnología que deben considerarse antes de implementarla.

Una limitación de los gemelos digitales es la precisión. Si bien pueden proporcionar información útil sobre el rendimiento de un sistema, no siempre reflejan con precisión la realidad debido a errores en la recopilación de datos o en las técnicas de modelado. Esto podría dar lugar a conclusiones incorrectas a partir del análisis de datos gemelos, lo que daría lugar a errores costosos al tomar decisiones basadas en estos resultados. Además, dado que los gemelos digitales se basan en modelos precisos de objetos o sistemas físicos, cualquier cambio en estos modelos debe reflejarse en el propio gemelo para que siga siendo preciso a lo largo del tiempo.

Otra limitación es la escalabilidad. Si bien los gemelos digitales pueden proporcionar información útil sobre los componentes individuales del sistema, ampliar estos modelos a toda la organización puede resultar cada vez más difícil a medida que aumenta la complejidad. Esto significa que si las organizaciones quieren utilizar gemelos digitales a escala en varios departamentos o ubicaciones, es posible que necesiten recursos adicionales, como potencia informática y personal.

Finalmente, debido a que los gemelos digitales contienen información confidencial sobre las operaciones y los activos de una organización, el acceso no autorizado puede tener consecuencias graves, como pérdidas financieras o daños a la reputación, si actores malintencionados divulgan o roban información confidencial. Al implementar gemelos digitales, las organizaciones deben garantizar que se implementen medidas adecuadas, como protocolos de cifrado y métodos de autenticación, para proteger contra posibles amenazas planteadas por ciberdelincuentes u otros actores maliciosos que puedan buscar acceso no autorizado.

En conclusión, aunque los gemelos digitales brindan muchas ventajas a las empresas que buscan obtener información sobre sus operaciones y mejorar los procesos de toma de decisiones, existen algunas limitaciones y riesgos asociados con esta tecnología que deben considerarse antes de su implementación. Antes de decidir si invertir o no en una solución de gemelo digital, en función de sus necesidades y requisitos específicos, las organizaciones deben considerar cuidadosamente estos factores.

¿Son los gemelos digitales una tecnología disruptiva?

¿Por qué deberíamos considerar a los gemelos digitales como disruptivos? La respuesta radica en su capacidad para proporcionar información sobre sistemas complejos que, de otro modo, requerirían mucho tiempo y esfuerzo (y dinero) para obtenerlos manualmente. Al crear modelos virtuales de estos sistemas, que pueden manipularse a voluntad, sin ningún riesgo ni costo, las empresas que buscan formas de mejorar la eficiencia y al mismo tiempo reducir costos obtienen herramientas increíblemente poderosas al mismo tiempo.

Además, debido a que estos modelos se actualizan constantemente con datos en tiempo real provenientes de sensores integrados en el propio sistema físico, pueden proporcionar información actualizada sobre su estado actual, algo que antes era imposible sin intervención manual o instalación de equipos costosos en el sitio. . primero.

En resumen, sí, los gemelos digitales tienen el potencial de alterar los modelos de negocio existentes al proporcionar niveles de conocimiento sin precedentes sobre sistemas complejos a un costo mínimo en comparación con los métodos tradicionales, como la inspección manual o las costosas instalaciones de hardware. Como tales, representan una excelente oportunidad para quienes deseen invertir tiempo y dinero en explorar esta nueva tecnología.

Implementación de gemelos digitales

Las empresas pueden monitorear el desempeño en tiempo real y tomar decisiones informadas sobre cómo optimizar sus sistemas cuando crean una representación virtual de sus activos físicos y usan esa información. La implementación de gemelos digitales requiere una planificación y ejecución meticulosas, pero los beneficios potenciales son sustanciales. Esta lista proporciona un resumen de los pasos que se deben seguir para poner en acción los gemelos digitales dentro de una organización.

1. Determine los objetivos comerciales que se lograrán como resultado de la puesta en acción de los gemelos digitales: ¿Qué problemas requieren que encontremos soluciones? ¿Qué datos será necesario recopilar? ¿Cómo contribuirán estos datos a la mejora general de las operaciones?
2. Seleccione la plataforma tecnológica adecuada para implementar su gemelo digital: al hacer su elección, debe tener en cuenta varios factores diferentes, incluida la escalabilidad, el costo, la seguridad y la integración con cualquier sistema existente.
3. Formule una estrategia detallada para recopilar información de todos sus activos físicos: determine qué sensores deben usarse y dónde deben colocarse para obtener la información que su modelo de gemelo digital necesita para funcionar correctamente.
4. Diseñe la arquitectura de su sistema que contiene su gemelo digital: determine el tipo de base de datos que se utilizará para almacenar todos los puntos de datos recopilados y cómo esa base de datos interactuará con otros componentes, como herramientas de análisis o software de visualización.
5. Establezca una ubicación segura para el almacenamiento a largo plazo de información confidencial: asegúrese de que todos los datos estén cifrados antes de almacenarlos para protegerlos contra el acceso o la manipulación sin autorización por parte de actores maliciosos localizados fuera del perímetro de la red de su organización.
6. Conecte sistemas heredados con tecnologías más nuevas, como dispositivos de Internet de las cosas o plataformas de computación en la nube, para que puedan comunicarse de manera efectiva entre sí y brindar información precisa sobre las operaciones.
7. Utilice simulaciones para probar varios escenarios relacionados con el rendimiento de los activos o la eficiencia operativa para identificar problemas potenciales antes de que se conviertan en problemas costosos. Utilice simulaciones para probar diferentes escenarios relacionados con el rendimiento de los activos o la eficiencia operativa.
8. Esté atento a los resultados a largo plazo: supervise los cambios en las métricas de rendimiento a lo largo del tiempo para poder ajustar sus estrategias en consecuencia si es necesario.

La forma en que se utiliza la tecnología en muchas industrias diferentes está siendo revolucionada por el uso de gemelos digitales. Los gemelos digitales hacen que la recopilación, el análisis y la toma de decisiones de datos sean más efectivos y precisos al ofrecer una representación virtual de objetos del mundo real. Gracias a esto, las empresas ahora pueden tomar decisiones de forma más rápida y precisa que nunca.

Será aún más potente y práctico en una variedad de aplicaciones a medida que se desarrolle la tecnología. Los gemelos digitales ya han tenido un impacto significativo en el panorama tecnológico, y su influencia no hará más que aumentar a medida que se generalicen.