El gemelo digital es una de las tecnologías clave de la industria 4.0, una reinvención de los procesos industriales tradicionales concebida para optimizar la forma en la que las empresas diseñan, fabrican y distribuyen sus productos. En este nuevo entorno, la posibilidad que ofrecen los gemelos digitales de crear réplicas virtuales de elementos físicos que reflejan de manera precisa y en tiempo real las características y el comportamiento del modelo original supone una herramienta revolucionaria que puede aplicarse en múltiples sectores a lo largo de toda la cadena de producción.
1. Diseño y desarrollo de producto
Antes de que un producto comience a fabricarse, el uso de un gemelo digital permite optimizar el prototipo mediante simulaciones. Es decir, se aplican diferentes parámetros a las réplicas, como materiales, medidas o consumo energético, para visualizar su comportamiento y seleccionar los diseños más eficientes antes de su implantación física. Asimismo, se puede evaluar el rendimiento del producto y sus riesgos en diferentes escenarios y bajo distintas condiciones, lo que facilita el desarrollo de ajustes y mejoras sobre el prototipo. Esto es especialmente útil en sectores donde se trabaja en entornos complejos y costosos, como es el caso de la industria aeroespacial, la automoción o la construcción.
2. Líneas de producción
Otro uso habitual del gemelo digital en industria es la monitorización de las líneas de producción mediante sus réplicas. A través de los sensores colocados a lo largo de toda la línea, se recaba información en tiempo real sobre su estado, con lo que se pueden identificar cuellos de botella y otras anomalías antes de que supongan un verdadero problema, reduciendo así los tiempos de inactividad y los costes asociados. Las simulaciones permiten predecir el rendimiento de la línea y el efecto sobre el producto ante los cambios de condiciones tales como temperatura, velocidad de la maquinaria o número de operarios trabajando. Esto facilita la toma de decisiones y reduce los riesgos derivados.
3. Mantenimiento de activos
De forma similar al supuesto anterior, un gemelo digital monitorea constantemente el estado del activo físico que replica, con lo que puede tanto notificar fallos actuales como predecir problemas o necesidades futuras de mantenimiento. Los modelos virtuales de productos ya en uso, como pueden ser motores o turbinas eólicas, aportan información detallada y en tiempo real sobre patrones de uso, capacidad de rendimiento, puntos débiles, etc., posibilitando un mantenimiento predictivo que alargue la vida del activo y una mejora en los prototipos posteriores.
4. Logística y transporte
Los gemelos digitales también pueden aplicarse a la gestión de flotas, no solo monitorizando el estado de los vehículos sino simulando diferentes rutas con distintas condiciones climatológicas o de tráfico para realizar una planificación más eficiente de las líneas de distribución. El proceso de almacenamiento e inventario también puede aprovechar esta tecnología: obteniendo datos en tiempo real sobre el nivel de existencias y la demanda, se realizan predicciones que eviten la interrupción del suministro. Además, las simulaciones permiten probar diferentes configuraciones de almacenamiento y estrategias de reposición para optimizar el espacio y aumentar la productividad de los operarios.
5. Eficiencia energética
El consumo energético o la generación de residuos es otro de los parámetros que puede evaluarse con un gemelo digital. Así, es posible identificar áreas de consumo excesivo en edificios o plantas industriales y planificar estrategias para reducirlo, pero también se puede predecir el impacto ambiental antes de su construcción, simulando las necesidades energéticas o las emisiones contaminantes según las diferentes condiciones ambientales o de diseño posibles.
En resumen, un gemelo digital permite monitorizar, evaluar y optimizar toda la cadena de producción, desde el diseño inicial hasta la distribución final, mejorando la eficiencia operativa y la toma de decisiones, con el objetivo de conseguir una industria inteligente, innovadora, eficiente y sostenible.
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