Gemelos Digitales: El Camino hacia la Eficiencia y Excelencia Operativa

Abr 4, 2024 | Excelencia Operacional

En la actualidad, los gemelos digitales (digital twins) se están consolidando como una piedra angular entre la Transformación Digital y la Excelencia Operativa a lo largo de diversos sectores industriales. Como réplicas virtuales de procesos, productos o servicios, estos avanzados modelos emplean datos en tiempo real, combinando la inteligencia artificial con el Internet de las […]

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    En la actualidad, los gemelos digitales (digital twins) se están consolidando como una piedra angular entre la Transformación Digital y la Excelencia Operativa a lo largo de diversos sectores industriales. Como réplicas virtuales de procesos, productos o servicios, estos avanzados modelos emplean datos en tiempo real, combinando la inteligencia artificial con el Internet de las Cosas (IoT), para simular, predecir y optimizar los sistemas físicos. En el presente artículo profundizaremos en su concepto, tipos, beneficios y su aplicación en organizaciones en diferentes escenarios de atención.

    ¿Qué sabemos sobre los gemelos digitales?

    Surgen como una representación virtual y dinámica que atraviesa una constante evolución de un proceso, producto o servicio físico. Estas representaciones digitales son además de simples réplicas; entidades vivas que se alimentan de datos en tiempo real y aprenden continuamente, ofreciendo predicciones y análisis valiosos para la toma de decisiones. También se entiende como una versión virtual de un objeto o sistema físico que se extiende a lo largo de su ciclo de vida y se actualiza a partir de datos en tiempo real. Esta definición pone de relieve la esencia dinámica de los gemelos digitales, resaltando su capacidad para adaptarse y reflejar el estado actual y futuro de su contraparte física.

    La clave del valor de un gemelo digital radica en su integración con tecnologías de vanguardia. La intersección entre el IoT, la inteligencia artificial y el análisis de grandes volúmenes de datos posibilita que los gemelos digitales no solo repliquen, sino que también prevean el comportamiento de su gemelo físico, aprendiendo de las interacciones y mejorando con cada ciclo de retroalimentación. Estos modelos avanzados son capaces de simular escenarios hipotéticos y pronosticar resultados, ayudando así a los ingenieros y gestores a comprender cómo los cambios en ciertos parámetros pueden influir en el sistema global, ya sea para mejorar la eficiencia, aumentar la seguridad o reducir los costos.

    Por ello, gracias a los gemelos digitales, las organizaciones tienen a su disposición un ‘campo de pruebas’ virtual para la experimentación segura y la toma de decisiones estratégicas. A diferencia de las aproximaciones tradicionales, que a menudo implican un proceso de ensayo y error en el mundo físico, los gemelos digitales permiten llevar a cabo estas pruebas en un entorno controlado y sin riesgo. Esto no solo reduce el costo y el tiempo asociados al desarrollo de nuevos productos y la mejora de procesos, sino que también abre posibilidades para la innovación disruptiva.

    ¿Y cuántos tipos existen?

    En el universo de los gemelos digitales, existen tantos tipos como las aplicaciones para las que se diseñan. Hay varios arquetipos comunes de gemelos digitales, que incluyen el producto gemelo, que es una representación digital de un producto a lo largo de su ciclo de vida; la planta de producción gemela, que simula una instalación de fabricación completa; y la cadena gemela de compras y suministro, a menudo denominada gemela de red​. Es así como la diversidad de gemelos digitales tiene un campo de acción a lo largo de la cadena de valor de una organización, contribuyendo con la excelencia operativa y mejora continua, minimizando los errores en escenarios físicos o reales.

    Estos tipos de gemelos digitales tienen aplicaciones específicas que pueden ser tan cotidianas como Google Maps, que actúa como un gemelo digital de la superficie terrestre y optimiza las rutas basándose en datos de tráfico en tiempo real. Esta gama de gemelos digitales permite a las organizaciones obtener beneficios, desde la reducción de tiempos de comercialización y desarrollo de productos hasta la optimización de la producción y la mejora de la calidad de los productos.

    Principales beneficios

    • Reducción del Tiempo de Comercialización: Los gemelos digitales permiten simular y probar productos en un entorno virtual, lo que acelera el proceso de diseño y desarrollo, y permite que los productos lleguen al mercado más rápidamente​.
    • Optimización de la Producción: Al simular plantas de producción, los gemelos digitales pueden identificar ineficiencias y optimizar los flujos de trabajo, lo que resulta en un uso más eficiente de los recursos y una menor necesidad de pruebas físicas costosas​.
    • Mejoras en la Calidad del Producto: Las simulaciones permiten detectar y corregir posibles defectos antes de la fabricación, asegurando un producto final de mayor calidad​.
    • Mantenimiento Predictivo y Preventivo: Al monitorear el estado del producto en tiempo real, los gemelos digitales pueden predecir cuándo y dónde es probable que ocurran fallas, permitiendo un mantenimiento más efectivo y evitando paradas no programadas​.
    • Innovación Acelerada: La capacidad de probar y modificar rápidamente en un entorno virtual fomenta la innovación, ya que los equipos pueden explorar ideas que serían demasiado arriesgadas o costosas de probar en el mundo físico​.
    • Mejora de la Toma de Decisiones: Con datos actualizados y análisis en tiempo real, los Gemelos Digitales permiten a los gestores tomar decisiones informadas y basadas en datos, lo que mejora la estrategia general y la respuesta a las condiciones cambiantes del mercado​.

    Aplicaciones y casos de éxito

    • Desarrollo de productos sostenibles en Siemens e IBM: Siemens e IBM colaboran en una solución de software combinada que integra la ingeniería de sistemas con la gestión de activos. Esta colaboración está orientada a optimizar los ciclos de vida de los productos y mejorar la trazabilidad a través de los procesos, permitiendo a las empresas tomar decisiones más informadas para mejorar el costo, el rendimiento y la sostenibilidad de sus productos. Asimismo, permite hacer más eficiente el uso de recursos en escenarios físicos y reales contribuyendo con la excelencia operacional.
    • Uso de gemelos digitales en la atención sanitaria durante la pandemia: Durante la crisis del COVID-19, Siemens y sus socios utilizaron gemelos digitales para diseñar un ensamblaje desechable que permitía conectar a dos pacientes a un solo ventilador. Este desarrollo ayudó a proporcionar soluciones críticas en tiempo real durante una emergencia de salud global.
    • Inmersis y su democratización de la tecnología de gemelos digitales: La tecnología de gemelos digitales se ha vuelto accesible para más empresas, expandiéndose su uso en diferentes sectores gracias a la confluencia con otras tecnologías. Esto incluye aplicaciones inmersivas en el turismo y la industria 4.0, donde la eliminación de distancias físicas mejora la coordinación y eficiencia operativa en empresas multinacionales.

    ¿Cuáles son las condiciones base para la implementación de gemelos en una organización?

    Para implementar gemelos digitales y alcanzar la excelencia operativa, una empresa debe tomar medidas progresivas y estratégicas. Primero, debe asegurarse de que su infraestructura digital pueda integrarse sin problemas con la tecnología de gemelos digitales, lo que implica una arquitectura sólida de integración y automatización industrial. Además, es crucial aumentar la capacidad de almacenamiento, gestión y análisis de datos para manejar el volumen de información que generan los gemelos digitales.

    Asimismo, la organización debe fortalecer su estructura con equipos capaces de ejecutar simulaciones y que puedan manejar múltiples copias digitales para evaluar escenarios alternativos eficazmente. Las empresas también deben estar dispuestas a invertir en la transformación completa no solo de sus operaciones sino también del mindset de la organización, ya que la aplicación de este tipo de tecnología implica un alto grado de aceptación e interacción entre los equipos.

    Finalmente, para una implementación exitosa, es necesario comprender y adaptar la tecnología a los procesos y necesidades específicas de la empresa, permitiendo una transición suave y eficiente.

    Conclusiones

    Los gemelos digitales se perfilan como una palanca fundamental en la Cuarta Revolución Industrial. Son la confluencia de datos en tiempo real, inteligencia artificial y el Internet de las Cosas (IoT), ofreciendo una representación viva de productos, procesos y servicios. A través de los casos de éxito de empresas como Siemens y las innovaciones en la atención sanitaria durante la pandemia, hemos visto cómo estos modelos digitales pueden optimizar las operaciones, impulsar la innovación y mejorar la toma de decisiones. La implementación exitosa de gemelos digitales requiere una madurez digital adecuada, inversión en infraestructura y un compromiso organizacional hacia la transformación digital. A medida que más organizaciones adoptan esta tecnología, la excelencia operativa, la mejora continua en eficiencia, sostenibilidad y personalización se convierte en una realidad tangible, consolidando los gemelos digitales como una de las tendencias tecnológicas más destacadas y transformadoras del presente y futuro cercano.

    Sebastián Hurtado
    Consultor