Gemelos digitales y fabricación: Beneficios, usos y aplicación

La tecnología está revolucionando las fábricas y cambiando el funcionamiento de los talleres. A medida que el sector manufacturero se anima y se sacude la resaca de la pandemia, los líderes de la industria buscan formas de gestionar los picos de demanda existentes o potenciales. La tecnología de gemelos digitales es una forma en que los fabricantes con visión de futuro ya están aplicando soluciones para satisfacer la demanda y mejorar las operaciones.

Este recurso define qué es un gemelo digital, considera casos de uso y beneficios en un entorno de fábrica y ofrece sugerencias sobre formas de implantar la tecnología de gemelos digitales para mejorar la productividad, recortar costes y acelerar la innovación.

Como el término indica, un gemelo digital es una copia virtual de un sistema físico.

Los gemelos digitales utilizan datos en tiempo real integrándolos en dispositivos conectados al IoT, realidad aumentada y otros bancos de datos de fábricas inteligentes. Utilizan esta información para crear réplicas digitales tanto específicas como de todo el sistema en función de la situación. Puede ser a escala de un producto o activo individual, de una fábrica o de todo un ecosistema integral.

Los gemelos digitales funcionan como una alternativa digital a un activo o sistema físico. Esto facilita las pruebas, los experimentos, los análisis y la exploración de posibles mejoras en una fábrica o almacén. Elimina la necesidad de invertir en pruebas físicas o recursos de riesgo, a la vez que proporciona una visión más profunda que conduce a decisiones más informadas y seguras.

El uso de un gemelo digital puede ayudar en diversas actividades de fabricación. Un ejemplo es acelerar la I+D mejorando el diseño de las piezas, los productos a los que pertenecen e incluso sistemas de fabricación completos.

Un gemelo digital también puede agilizar la actividad de fabricación en todo un ecosistema. Puede hacerlo optimizando los procesos internos y el mantenimiento predictivo. También puede ayudar con consideraciones externas al dar a los líderes información sobre posibles mejoras para la programación, el enrutamiento, la distribución y las cadenas de suministro. En el mundo pospandémico, la capacidad de anticiparse a las fluctuaciones del mercado y mantener una respuesta ágil ante acontecimientos inesperados es también un factor clave para el éxito continuo.

Todas estas actividades conducen a una mayor productividad, procesos más eficientes y menores costes en todas las operaciones de un fabricante. Evitan inversiones innecesarias en el desarrollo de soluciones y ofrecen a los fabricantes información que les permite tomar decisiones más acertadas.

Aunque el software de gemelos digitales puede integrarse en una gran variedad de escenarios empresariales, existen varias aplicaciones únicas de los gemelos digitales en un entorno de fabricación:

• Optimización del diseño y la disposición: Las fábricas están formadas por redes y sistemas complejos y llenos de matices. Los gemelos digitales ofrecen una visión virtual detallada del diseño y la distribución de una instalación. Esto puede orientar la construcción inicial e identificar cuellos de botella, restricciones de producción y otras incoherencias o riesgos en las operaciones existentes.

• Simulaciones de procesos y líneas de producción: Los gemelos digitales permiten comprender cómo fluyen los materiales por una fábrica. Esto permite un análisis exhaustivo de líneas de producción enteras y de sus elementos individuales.

• Mantenimiento predictivo: Los gemelos digitales permiten simular las necesidades de mantenimiento de una planta de producción. Esto ayuda a evitar gastos innecesarios de TCO, como el tiempo de inactividad operativa excesivo debido a averías o reparaciones inesperadas.

• Control y garantía de calidad: Los gemelos digitales permiten a los equipos de las fábricas crear sistemas más coherentes y fiables. Esto puede conseguirse mediante la formación estandarizada, la mejora de los procesos y la detección temprana de los cuellos de botella.

• Gestión de la cadena de suministro: Tras la pandemia, los directivos están preocupados por la inflación y el aumento de los costes de los materiales. Los gemelos digitales contrarrestan esta situación detectando ineficiencias en toda la cadena de suministro.

Las interacciones y sistemas polifacéticos dentro de cada fábrica las convierten en un área ideal para integrar los gemelos digitales de fábrica.

Si es consciente del valor de las réplicas virtuales para mejorar e innovar, pero no está seguro de cómo iniciar el proceso de adopción, no está solo. El 86% de los altos ejecutivos del sector industrial son conscientes de la aplicabilidad de los gemelos digitales en sus operaciones. Sin embargo, sólo la mitad ha iniciado el proceso de implantación de los gemelos digitales en su organización.

El primer paso hacia la tecnología de gemelos digitales es preparar el terreno para sacar el máximo partido del software una vez integrado en su sistema. Además de conocer las capacidades de la tecnología, debe revisar su sistema en busca de datos fragmentados o crípticos. Estos deben actualizarse, organizarse y optimizarse para alinear un programa de gemelos digitales con sus procesos MES (sistemas de ejecución de fabricación) y MOM (gestión de operaciones de fabricación).

Invertir en la compatibilidad total de los datos facilita el proceso de integración. También mejora la probabilidad de adopción del gemelo digital en toda la organización y facilita su ampliación en el futuro.

El talento también es un factor a tener en cuenta. Considere su personal interno y su capacidad para crear modelos de gemelo digital de prueba de concepto para sus necesidades específicas, pasarlos a entornos de producción reales, supervisar los resultados, realizar mejoras, etc. Si hay lagunas de talento, considere soluciones de terceros para apoyar el proceso de adopción del gemelo digital.

Una vez que disponga de los datos y el equipo, podrá definir los objetivos, determinar qué componentes de su sistema desea replicar virtualmente, seleccionar las herramientas de diseño y establecer las fuentes de datos. Entonces estará listo para diseñar, conectar y probar el modelo.

La tecnología de gemelos digitales aún está en pañales y su aplicación en fábricas apenas empieza a generar resultados positivos. El futuro de esta tecnología seguirá dependiendo del desarrollo de nuevas capacidades de inteligencia artificial. A medida que éstas avancen, crearán modelos lingüísticos más funcionales que, a su vez, aumentarán las capacidades del software de gemelos digitales para crear análisis más matizados de sistemas más intrincados.

A medida que los líderes de las fábricas consideran el potencial y crean plazos para implantar la tecnología de gemelo digital, deben considerar socios que comprendan las implicaciones actuales y futuras de la tecnología de gemelo digital. 

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