Gemelos Digitales a través de la Realidad Extendida
En la actualidad estamos inmersos en una nueva revolución industrial. Si las primeras revoluciones vinieron de la mano del ferrocarril y la máquina de vapor, la cuarta (y quinta) revolución industrial llega con la digitalización y automatización de las plantas industriales.
Uno de los elementos esenciales en este proceso son los Gemelos Digitales, capaces de simular y analizar procesos industriales, permitiendo hacer copias digitales de todos los elementos, procesos, líneas de producción, maquinaria… todo para ser más eficientes, tener más control y poder tomar decisiones de forma más precisa.
¿Qué son los Gemelos Digitales?
El Gemelo Digital o digital twin es una réplica exacta de un producto, un servicio o una planta industrial con las mismas prestaciones o funcionalidades del original. Esta copia digital nos permite interaccionar con ella, realizar pruebas, modificaciones, ver resultados… nos permite comprender y predecir las características de rendimiento de su equivalente físico, sin correr los riesgos que supone realizar estos cambios en el mundo real.
El Gemelo Digital se utiliza a lo largo de todo el ciclo de vida del producto para simular, predecir y optimizar tanto el producto como el sistema de producción antes de invertir en prototipos y activos físicos.
El Gemelo Digital va desde la versión más básica de réplica (un mapa digitalizado o un plano en 3D) hasta versiones donde miles de objetos inteligentes interaccionan con la información en tiempo real, realizando predicciones sobre comportamientos de la planta industrial física.
Todo ello es gracias a los procesos de automatización y digitalización de la Industria 4.0, a la Inteligencia Artificial y el Big Data en el procesamiento de datos y aprendizaje automático y al Internet de las Cosas (IoT) en la interacción con la maquinaria.
También a la Realidad Extendida (AR/VR) en la visualización del Gemelo Digital final gracias a los entornos virtuales 3D (Realidad Virtual) y a la superposición de elementos digitales sobre la propia maquinaria (Realidad Aumentada).
Tipos y ejemplos de Gemelos Digitales
El digital twin o Gemelo Digital tiene múltiples aplicaciones, sobre todo a nivel industrial. En general, existen tres tipos de Gemelos Digitales: producción, producto y rendimiento.
A estos tres se podría incorporar los Gemelos Digitales centrados en formación, los Virtual Trainings, e incluso los enfocados a la promoción de la compañía industrial, es decir, digital twins preparados en específico para su muestra en ferias, clientes y catálogos 3D.
Gemelos Digitales de Producción
Un Gemelo Digital aplicado en la producción industrial puede ayudar a validar la eficacia de los procesos de fabricación, antes siquiera de ponerlos en marcha.
En dichas simulaciones se pueden ajustar todos los parámetros, desde alturas y recorridos, a las velocidades y tipos de máquinas a incorporar en la línea de producción. Permitiendo probar todo tipo de nuevas ideas e innovaciones, asegurando su viabilidad antes de realizar los cambios en la planta de producción real.
Además, una vez la planta industrial está activada, la colocación de sensores posibilita la toma de datos en tiempo real de rendimiento. Todo para crear el proceso más eficaz posible.
El Gemelo Digital de la planta no solo cuenta con la maquinaria, sino también a los equipos humanos, a los tiempos de entrega de los proveedores… utilizando todos los datos del Gemelo Digital, las compañías pueden evitar los tiempos de inactividad de equipos e incluso predecir cuándo será necesario efectuar las tareas de mantenimiento preventivo. Este flujo de información precisa permiteoperaciones de fabricación más rápidas, más eficientes y más fiables.
Gemelos Digitales de Productos
Los Gemelos Digitales van un paso más allá de los prototipados en 3D de productos o nuevas líneas de producción, con los digital twins estas nuevas ideas no solo se materializan, sino que se valida su rendimiento de manera virtual con simulaciones y todo tipo de pruebas.
Nos permite analizar el rendimiento de productos en diversas condiciones y realizar ajustes en el mundo virtual para garantizar que su versión física cumple con todos los requerimientos y parámetros óptimos.
Además, el Gemelo Digital de productos también es una herramienta única de promoción y venta, tanto en reuniones con clientes como presentaciones de producto en grandes eventos.
Mostrando al producto en diferentes situaciones, apoyando a la fuerza de ventas con sus mensajes y propuestas de valor, como en el Gemelo Digital del stand de Telefónica para el Mobile World Congress, donde además de virtualizar los nuevos productos presentados en la feria, también se desarrolló la réplica digital del propio stand.
Gemelos Digitales de Rendimiento
La maquinaria, los productos IoT (con la tecnología Internet de las Cosas) y plantas industriales inteligentes generan una cantidad masiva de datos sobre su utilización y eficacia; los digital twins enfocados al rendimiento buscan capturar todos estos datos para su análisis y posterior uso en la toma de decisiones.
Con estos datos y Gemelos Digitales, las empresas pueden obtener información para mejoras de eficacia en el sistema de producción, captura y análisis de datos operativos e incluso la generación de nuevas oportunidades de negocio.
Gemelos Digitales de Formación
A los tres primeros tipos de Gemelos Digitales podemos añadir uno más, el Gemelo Digital dedicado a la formación de los profesionales. Donde gracias a las nuevas tecnologías inmersivas (AR/VR), estos Gemelos Digitales dan la posibilidad de entrenarse de forma autónoma en tareas complejas y/o peligrosas a través de simulaciones 3D controladas.
Todo esto se realiza antes de desempeñarlas en una situación real y sin necesidad de destinar recursos extra como formadores o la propia maquinaria para este fin.
Este hecho supone toda una revolución en el sector industrial, al poder ahorrar tiempo y dinero, capacitar a más trabajadores y, sobre todo, asegurarse de que todos reciben la misma formación precisa y de calidad, al no verse alterada por factores externos.
Entre las soluciones ya desarrolladas en este ámbito encontramos toda la línea de Virtual Training. Formaciones personalizadas en Realidad Virtual puestas en marcha por compañías de diferentes sectores industriales como la capacitación profesional de los trabajadores de Global Spedition o la formación de los profesionales sanitarios en la preparación del último medicamento líquido de Boehringer Ingelheim.
Además de los Virtual Trainings, entre los ejemplos de Gemelos Digitales que ya se han puesto en marcha encontramos iniciativas como la desarrollada en la ciudad de Singapur. Virtual Singapore es un digital twin, una copia exacta de la ciudad malaya en la que se pueden realizar pruebas y análisis para ver qué impacto tendrían algunas políticas urbanas antes de llevarlas a cabo.
A nivel europeo encontramos el proyecto Destination Earth (DestinE), un gemelo digital ambicioso del planeta Tierra que busca ser capaz de prever cómo evolucionará el clima, cuándo sucederán acontecimientos meteorológicos y el impacto que tendrán acciones humanas en el planeta como la deforestación. El proyecto todavía está en fase de desarrollo y se espera que el Gemelo Digital esté terminado en el año 2030.
El gran papel de los Gemelos Digitales gracias a la Realidad Extendida
La incorporación de los Gemelos Digitales al mundo industrial está revolucionando la toma de datos, la simulación de posibles situaciones y la flexibilidad y adaptación continua de las líneas de producción.
No obstante, a esta gran base de datos en tiempo real le faltaba un último elemento clave para hacer de los digital twins la gran revelación de la Industria 4.0, su representación visual. La accesibilidad, la naturalidad y la interacción entre la máquina y los operarios, entre los datos y los seres humanos, es el gran aporte que ofrece la incorporación de la Realidad Extendida a la ecuación.
Pero, ¿qué es la Realidad Extendida? Este es el término que engloba las tecnologías inmersivas de Realidad Aumentada, Realidad Virtual y Realidad Mixta, haciendo referencia a todas las soluciones innovadoras que combinan las características propias de estas realidades inmersivas.
Desde sumergir a los usuarios en entornos virtuales completamente digitales (Realidad Virtual), a superponer elementos digitales 3D sobre el mundo real (Realidad Aumentada), hasta poder generar la interacción definitiva entre el mundo real y digital (Realidad Mixta). Tres posibilidades que, en la Industria 4.0, cambian para siempre todos los procesos y flujos de trabajo tradicionales de las empresas.
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Beneficios de los Gemelos Digitales en Realidad Extendida
Poner en práctica esta tecnología supone una mejora en la eficacia, gestión, competitividad y productividad de las plantas industriales y las compañías más punteras de la Industria 4.0. Y más si los Gemelos Digitales se materializan a través de la Realidad Extendida, cuyas tecnologías como la Realidad Virtual (VR) o Realidad Aumentada (AR) ayudan a visualizar todos los datos y a acercar toda la información de manera humanizada y gamificada. Así, los Gemelos Digitales se implementan en nuestro día a día con los siguientes beneficios para las empresas:
- Nuevo canal de comunicación humano-máquina. Los Gemelos Digitales basados en las tecnologías inmersivas de la Realidad Extendida suponen una nueva vía de comunicación e interacción entre las máquinas y las personas. Pasando de simplemente operar la máquina a poder comunicarse con ella de forma precisa y en tiempo real. Ya sea a través de unas gafas VR o dispositivos de Realidad Aumentada, los trabajadores podrán acceder a informaciones, tutoriales, notificaciones, vídeos e incluso gestionar con control remoto varias máquinas al mismo tiempo.
- Mantenimiento predictivo. Los Gemelos Virtuales permiten conocer en tiempo real el estado de una máquina o de la planta industrial y realizar análisis exhaustivos y precisos de todos los parámetros y situaciones posibles que pueden afectarles. Además, permite predecir posibles incidentes, ahorrando tiempo y dinero en la toma de decisiones.
- Acceso a información en tiempo real. Los Gemelos Digitales apoyados en la Realidad Extendida permiten acceder a la información de los sensores y del estado de la maquinaria a distancia y a control remoto a través de un simulador de Realidad Virtual o a través del propio dispositivo móvil in situ, al superponer elementos 3D por encima de ella con Realidad Aumentada.
- Impulso al equipo humano. Los digital twins suponen todo un apoyo a los profesionales, al ser una herramienta de gran ayuda para los operarios de la planta para saber, con solo mirar una máquina, si necesita mantenimiento, gracias a los datos en tiempo real y un sistema guiado de su uso o funcionamiento.
El futuro de los Gemelos Digitales
El futuro de la industria pasa por los Gemelos Digitales, de esto no hay ninguna duda. Pero, ¿cuál es el futuro de esta tecnología? Se espera que los Gemelos Digitales sigan trabajando e innovando en la interacción humano-máquina, para que sea mucho más natural y real.
Además, con la incorporación definitiva de la Inteligencia Artificial en las empresas y los últimos sistemas de renderizado y desarrollo 3D, es solo cuestión de tiempo que más organizaciones incorporen los Gemelos Digitales en sus líneas de producción. ¿Por qué? La tecnología será mucho más accesible y los tiempos y esfuerzos para digitalizar y virtualizar las plantas industriales serán mucho menores.
En Imascono trabajamos desde hace más de 12 años con empresas industriales de todos los ámbitos y tamaños. Formando parte de su estrategia de metamorfosis digitales con la puesta en marcha de sus Gemelos Digitales. Nuestro objetivo es ayudar a las empresas a superar las barreras y aprovechar al máximo los beneficios de la Realidad Extendida y los Gemelos Digitales en sus operaciones y procesos industriales.
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