¿Qué es un gemelo digital?
¿Qué es un gemelo digital?
Un gemelo digital es una representación virtual de un sistema físico complejo y de gran valor que utiliza datos en tiempo real para mejorar la disponibilidad, las operaciones de mantenimiento y el diseño del producto. Los sistemas más complejos y costosos, como las turbinas hidráulicas de generación de energía, los motores de aviación y los motores de cohetes, suelen utilizar la tecnología de gemelos digitales.
Ejemplos de gemelos digitales
Los siguientes ejemplos están organizados por sectores que más emplean gemelos digitales.
Gemelos digitales en el transporte
Empresas como GE y Boeing utilizan gemelos digitales para aumentar la vida útil y la fiabilidad de sus motores de aviones y locomotoras diésel. Los motores gemelos digitales incluyen sensores de temperatura, consumo de combustible, velocidad de rotación y potencia. Cuando la eficiencia del motor disminuye, el gemelo digital puede detectar fallos potenciales y elementos que requieren inspección.
Energía y gemelos digitales
La generación de energía hidroeléctrica requiere costosas turbinas hidráulicas. Los fabricantes utilizan gemelos digitales para controlar la salud de sus turbinas y determinar los programas de mantenimiento óptimos y las oportunidades de cambios de diseño para aumentar la eficiencia. Las turbinas eólicas son caras y difíciles de mantener una vez instaladas. Los gemelos digitales controlan la velocidad del viento y su impacto en la turbina. Las palas de la turbina pueden ajustarse para mantener los márgenes de seguridad si los componentes se acercan a sus limitaciones de diseño. Desconectar los aerogeneradores e izar equipos para su mantenimiento es caro, por lo que los gemelos digitales pueden ampliar el tiempo entre intervalos de mantenimiento.
Uso de gemelos digitales en la sanidad
La asistencia sanitaria es cada vez más intensiva en datos. Instrumentos tan caros como las resonancias magnéticas y los escáneres de tomografía computarizada necesitan una alta disponibilidad, por lo que los fabricantes utilizan la tecnología de gemelos digitales para aumentar la fiabilidad de estos instrumentos. La telemetría constante de las máquinas permite a los fabricantes minimizar las ventanas de servicio y posibilitar un diagnóstico constante.
Gemelos aeroespaciales y digitales
La NASA fue pionera en el uso de gemelos digitales durante las misiones Apolo, cuando mantuvo copias del hardware físico y digital en la Tierra y alimentó telemetría en tiempo real desde sus gemelos durante las misiones. Esto permitió a los ingenieros en la Tierra solucionar problemas y proporcionar a los astronautas soluciones críticas.
SpaceX utiliza ampliamente gemelos digitales, especialmente para sus motores Raptor, que deben soportar enormes fuerzas durante su funcionamiento. Estos datos se utilizan para prevenir fallos y analizar parámetros de rendimiento que permiten mejorar los diseños.
Construcción
Los edificios y puentes soportan constantes impactos de las condiciones meteorológicas y de los usuarios de la estructura. Las galgas extensométricas miden las fuerzas a las que se ve sometida la estructura para predecir los fallos, de modo que un mantenimiento proactivo pueda mantenerlos a salvo.
Fabricación y gemelos digitales
El proceso de producción utiliza gemelos digitales tanto a nivel microeconómico, para controlar la calidad de los productos a medida que se fabrican, como a nivel macroeconómico, para mejorar la duración de los ciclos y el rendimiento.
Deporte del motor y gemelos digitales
Los coches de carreras de Fórmula 1 son máquinas complejas que requieren muchos ajustes para ganar carreras. Los gemelos digitales permiten a los mecánicos ajustar la respuesta del acelerador, la amortiguación de la suspensión y la aerodinámica para optimizar la velocidad y el manejo.
Tipos de gemelos digitales
Un gemelo digital puede centrarse en un único componente, como la caja de cambios de un coche de carreras de Fórmula 1. Un gemelo digital también puede operar a nivel de activo, que podría ser el motor y la caja de cambios combinados. Un gemelo digital a nivel de sistema sería el coche entero.
¿Cuáles son las ventajas de un gemelo digital?
Algunas de las ventajas de los gemelos digitales son:
- Digital Twins ofrece a las empresas un conocimiento más profundo de sus operaciones, que pueden aplicar para mejorar la eficiencia y la resistencia.
- Los productos se mejoran gracias a la información obtenida sobre su funcionamiento en los entornos de los clientes. Las nuevas versiones son más fiables y fáciles de mantener a medida que adoptan nuevas funciones basadas en los datos y análisis obtenidos de los gemelos digitales.
- El aumento de la satisfacción del cliente es el resultado de las inversiones en tecnología de gemelos digitales, ya que los datos visualizados aumentan el tiempo de actividad y permiten un mantenimiento más proactivo. Los datos de los sensores reducen la necesidad de inspecciones visuales, lo que permite ampliar los intervalos de mantenimiento.
- Una mayor instrumentación aumenta observabilité y proporciona suficientes puntos de datos para ejecutar algoritmos predictivos con modelos de aprendizaje automático para descubrir anomalías que pueden pasarse por alto utilizando únicamente cuadros de mando.
Integrar la gestion des données y los gemelos digitales
Uno de los retos del uso de gemelos digitales es hacer frente al volumen de datos que generan, ya que puede saturar las redes y los servidores. Tradicionalmente, los datos de los sensores se almacenan localmente en archivos planos, lo que puede requerir una gran sobrecarga administrativa. Los gestores de datos Embarqué , como Actian Zen, ofrecen una alternativa a los archivos planos que ocupa poco espacio y no requiere administración. Actian Zen puede filtrar y fusionar datos de múltiples sensores, de modo que el volumen de datos enviados al gemelo digital se racionaliza para reducir la congestión de la red.
Actian y la plataforma de inteligencia de datos
Actian Data Intelligence Platform está diseñada para ayudar a las organizaciones a unificar, gestionar y comprender sus datos en entornos híbridos. Reúne la gestión de metadatos, la gobernanza, el linaje, la supervisión de la calidad y la automatización en una única plataforma. Esto permite a los equipos ver de dónde proceden los datos, cómo se utilizan y si cumplen los requisitos internos y externos.
A través de su interfaz centralizada, Actian permite conocer en tiempo real las estructuras y flujos de datos, lo que facilita la aplicación de políticas, la resolución de problemas y la colaboración entre departamentos. La plataforma también ayuda a conectar los datos con el contexto empresarial, lo que permite a los equipos utilizar los datos de forma más eficaz y responsable. La plataforma de Actian está diseñada para escalar con ecosistemas de datos en evolución, apoyando un uso de datos consistente, inteligente y seguro en toda la empresa. Solicite su demostración personalizada.
PREGUNTAS FRECUENTES
Un gemelo digital es una representación virtual en tiempo real de un activo, sistema o proceso físico. Utiliza flujos de datos en tiempo real, modelos y análisis para reflejar el comportamiento y el estado del objeto real.
Los gemelos digitales ingieren datos de sensores, dispositivos IoT, aplicaciones y sistemas operativos. Estos datos se procesan mediante análisis, simulaciones y modelos de aprendizaje automático para reproducir el rendimiento, predecir resultados y detectar anomalías.
Las categorías más habituales son los gemelos de componentes (piezas individuales), los gemelos de activos (máquinas completas), los gemelos de sistemas (sistemas multicomponentes), los gemelos de procesos (flujos de trabajo integrales) y los gemelos de empresa que modelan operaciones empresariales completas.
Entre las ventajas se incluyen el mantenimiento predictivo, la reducción del tiempo de inactividad, la simulación de escenarios, la mejora de la eficiencia operativa, la resolución de problemas más rápida, la optimización del uso de recursos y la toma de decisiones informadas mediante perspectivas en tiempo real.
Las tecnologías clave incluyen sensores IoT, analítica de streaming, machine learning, motores de simulación, edge computing, plataformas en la nube, herramientas de modelado 3D y sistemas de integración de datos que unifican los datos operativos y contextuales.
Entre los retos que se plantean figuran la integración de diversas fuentes de datos, la garantía de la exactitud y puntualidad de los datos, el escalado a datos de sensores de alta frecuencia, el mantenimiento de la fidelidad de los modelos, la gestión de los costes de almacenamiento y computación, y el refuerzo de la seguridad en todos los sistemas conectados.
