Revolucionando los procesos de fabricación: el impacto de los gemelos digitales en la supervisión y optimización en tiempo real

¡Bienvenido a la vanguardia de la evolución de la fabricación! En un mundo donde el tiempo es esencial, lograr monitoreo y optimización en tiempo real se ha convertido en el objetivo final de las empresas que buscan mantener su ventaja competitiva. ¿Y adivina qué? La solución innovadora se presenta en forma de gemelos digitales. Imagine tener una réplica exacta de todo su proceso de fabricación al alcance de su mano: una herramienta capaz de predecir, analizar y optimizar cada paso en tiempo real. Prepárese para sorprenderse mientras profundizamos en la notable transformación provocada por los gemelos digitales en los procesos de fabricación.

Introducción: Presentación de la tecnología de gemelos digitales

La tecnología de gemelos digitales representa una contraparte virtual de un objeto o sistema físico. Su propósito es simular el comportamiento del objeto o sistema real, lo que en última instancia conduce a la optimización de su rendimiento.

La creación de gemelos digitales implica algoritmos que extraen datos de sensores y diversas fuentes de información relacionadas con el objeto o sistema físico. Luego, estos datos se utilizan para construir un modelo digital que puede predecir cómo responderá el objeto o sistema real en diversos escenarios.

Las aplicaciones de la tecnología de gemelos digitales son multifacéticas e incluyen:

• Monitoreo del desempeño en tiempo real de objetos o sistemas físicos.
• Optimización del rendimiento de objetos o sistemas tangibles.
• Facilitar el diseño de nuevos productos y procesos.
• Simulación del comportamiento de objetos o sistemas físicos previo a su construcción.
• Capacitar a personas en la utilización de productos o procesos novedosos.

Al combinar la tecnología de gemelos digitales con otras innovaciones avanzadas como la inteligencia artificial (IA) y el Internet de las cosas (IoT), las organizaciones pueden obtener conocimientos más profundos sobre sus entidades o sistemas físicos, lo que se traduce en una mayor eficiencia y mejores experiencias de los clientes.

Ventajas de incorporar gemelos digitales en la fabricación

La integración de gemelos digitales en la fabricación está ganando terreno como medio para monitorear y optimizar los procesos de producción en tiempo real. Al generar una copia digital de un activo físico, los fabricantes pueden acumular datos de sensores y otras fuentes para obtener información sobre el rendimiento del activo. Esta información puede posteriormente informar mejoras a la funcionalidad del activo o modificaciones al proceso de producción.

Los beneficios de emplear gemelos digitales en la fabricación son múltiples y abarcan:

Visibilidad aumentada de los procesos de producción: al observar el gemelo digital de un activo, los fabricantes pueden anticiparse a problemas y desafíos potenciales antes de que afecten al activo tangible. Esta mayor visibilidad refuerza el control de calidad general y minimiza el tiempo de inactividad.

Toma de decisiones informada: armados con datos obtenidos del gemelo digital de un activo, los fabricantes pueden tomar decisiones bien informadas con respecto a las modificaciones del proceso de producción. Este enfoque basado en datos se presta para perfeccionar los diseños de procesos y aumentar la eficiencia.

Colaboración mejorada: los gemelos digitales se pueden compartir entre múltiples partes interesadas, incluidos proveedores y clientes. Esta mayor colaboración garantiza que todas las partes involucradas en el proceso de producción tengan acceso a la misma información, lo que permite tomar decisiones basadas en los datos más actualizados.

Costos reducidos: al evitar problemas asociados con los activos físicos, los fabricantes pueden reducir los gastos relacionados con reparaciones y reemplazo de componentes. Además, al realizar modificaciones en el proceso de producción basándose en datos del gemelo digital del activo, los fabricantes pueden amplificar la eficiencia general y reducir el desperdicio.

Mecanismo operativo de los gemelos digitales

Los gemelos digitales se formulan mediante la combinación de datos procedentes de numerosos sensores y dispositivos, reforzados por análisis avanzados y aprendizaje automático. Estos datos se aprovechan para construir una representación virtual de un objeto o sistema físico. El gemelo digital resultante sirve luego para monitorear, optimizar y predecir el rendimiento del objeto o sistema real.

Los gemelos digitales ya han encontrado aplicaciones en una amplia gama de industrias, que abarcan la manufactura, la atención médica y el transporte. Por ejemplo, General Electric emplea gemelos digitales para aumentar la eficiencia de sus motores a reacción. En el ámbito de la atención médica, los gemelos digitales personalizan la atención al paciente y mejoran los resultados. Además, dentro del transporte, los gemelos digitales afinan el flujo de tráfico y mitigan la congestión.

Las ventajas de los gemelos digitales son amplias y diversas. A través del monitoreo continuo de datos en tiempo real, los gemelos digitales destacan en la identificación de problemas inminentes, lo que se traduce en una reducción del tiempo de inactividad y una mayor eficiencia. Además, los gemelos digitales facilitan la prueba de diseños y procesos novedosos antes de su implementación en el mundo real, lo que genera ahorros en términos de tiempo y recursos, al tiempo que garantiza la alineación con los requisitos previos de seguridad y calidad.

Elementos tecnológicos que sustentan la creación de gemelos digitales para procesos de fabricación

Los gemelos digitales se forjan a través de una constelación de tecnologías, incluidos sensores, big data y aprendizaje automático. Se emplean sensores para recopilar datos relacionados con el proceso de fabricación, que luego se canalizan a una plataforma de big data. Posteriormente, estos datos se analizan mediante algoritmos de aprendizaje automático, culminando en la construcción de un gemelo digital que refleja el proceso de fabricación.

Este gemelo digital sirve para optimizar el proceso de fabricación en tiempo real identificando cuellos de botella e ineficiencias. Además, facilita la simulación de diversos escenarios de fabricación, permitiendo la identificación de operaciones óptimas del proceso.

Las tecnologías complementarias como la realidad aumentada (AR) y la realidad virtual (VR) también pueden contribuir a la formación de un gemelo digital para el proceso de fabricación. AR y VR tienen la capacidad de visualizar todo el proceso, brindando a los usuarios la capacidad de interactuar con él en tiempo real. Esta interacción acelerada ayuda a identificar rápidamente los desafíos y las posibles soluciones.

Pautas clave para implementar gemelos digitales en la fabricación

La adopción de gemelos digitales en la fabricación para el monitoreo y la optimización en tiempo real va en aumento. Se deben tener en cuenta varios principios esenciales al incorporar gemelos digitales en sus procesos de fabricación:

Delimitar el alcance del gemelo digital: definir los procesos a monitorear y optimizar, y determinar la recopilación de datos necesaria.

Seleccione la plataforma óptima para su gemelo digital: hay una gran variedad de plataformas disponibles, por lo que es imperativo optar por la que se adapte a sus necesidades específicas.

Garantice la precisión de los datos: la precisión de los datos es indispensable para obtener resultados precisos de su gemelo digital.

Aproveche todo el potencial de su gemelo digital: amplíe su utilidad más allá de la mera supervisión para abarcar la optimización y la toma de decisiones.

Adopte la adaptabilidad: los gemelos digitales son herramientas dinámicas que requieren preparación para ajustes y adaptaciones.

Priorizar la seguridad: dada su vulnerabilidad a las amenazas cibernéticas, se deben establecer medidas de seguridad sólidas para salvaguardar los datos de los gemelos digitales.

Desafíos inherentes a la utilización de gemelos digitales en la fabricación

El concepto de gemelos digitales aún es relativamente incipiente, lo que implica varios desafíos para su integración en los procesos de fabricación. Uno de esos desafíos es el requisito sustancial de datos para una funcionalidad de gemelo digital efectiva. La recopilación de estos datos puede resultar compleja y costosa, especialmente para las instalaciones de fabricación más antiguas. Además, la necesidad perpetua de datos actualizados para mantener la precisión de los gemelos digitales puede generar gastos de tiempo y financieros.

Otro desafío radica en la dependencia de los gemelos digitales en los algoritmos de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML). Estas tecnologías aún están evolucionando y pueden ser complejas de implementar. Su operación requiere recursos computacionales sustanciales, lo que puede contribuir al gasto general de la adopción de gemelos digitales.

Obtener el consenso de todas las partes interesadas puede ser una tarea abrumadora durante la implementación del gemelo digital. La resistencia al cambio o el escepticismo hacia la tecnología pueden dificultar la integración perfecta. La comunicación clara de las ventajas y las mejoras potenciales facilitadas por los gemelos digitales es fundamental para obtener apoyo en todos los ámbitos.

Conclusión

El advenimiento de los gemelos digitales presagia una transformación en los procesos de fabricación al facilitar el monitoreo y la optimización en tiempo real. Al aprovechar los gemelos digitales para comprender el panorama de producción, los fabricantes pueden refinar la toma de decisiones, descubrir áreas de mejora y optimizar más sus operaciones.