Digital Twins, definición, productos y principales finalidades

Los gemelos digitales son modelos virtuales que replican objetos físicos y/o sistemas en tiempo real. Respaldados por el uso de IA, permiten simular, predecir y optimizar el rendimiento de su contraparte física. Pero, más allá de esta definición académica, el mercado propone multitud de variantes con objetivos que hacen difícil la toma de decisiones para la implantación de esta tecnología. En el siguiente artículo, preguntamos a compañías de primer nivel por su definición, por su producto y por la finalidad del mismo. 

PREGUNTAS

1. ¿Cómo describiría brevemente un gemelo digital desde la perspectiva de producto de su compañía?

2. ¿Qué tipo de gemelo o gemelos digitales resuelven con sus herramientas al respecto?

3. ¿Cuál es el uso esperado de este tipo de soluciones?

4. ¿Para qué sirven y en qué tipo de aplicaciones tiene sentido? 

1. Las soluciones de Schneider Electric de gemelo digital se engloban dentro de la arquitectura EcoStruxure y éstas incluyen componentes de software de AVEVA. Para nosotros, en Schneider Electric, un gemelo digital es una réplica digital de un activo físico que recoge toda la información de cómo está diseñado y construido, cómo está siendo operado, cómo se comporta y cómo se puede optimizar. Es clave que el gemelo digital esté actualizado a lo largo del ciclo de vida del activo.

En este contexto, un activo es una instalación que se usa para fabricar algo u ofrecer un servicio, por ejemplo, una planta industrial para la producción de algún bien (producto químico, alimentario, minero, automoción, energía, agua de consumo, etc.), o una infraestructura de uso público o privado (aeropuerto, túnel de tráfico, red de distribución eléctrica o de aguas, instalación deportiva, etc.). Un activo se compone de elementos que forman parte del proceso productivo (por ejemplo, tanques tuberías, válvulas, cables, etc.), y de elementos auxiliares para que el proceso productivo sea posible y que además sea eficiente y seguro (por ejemplo, sistemas eléctricos, de control, emergencia, construcción civil, etc.).

Un gemelo digital debe incluir información y modelos de comportamiento relevantes que permitan a las personas relacionadas con el activo hacer su trabajo lo mejor posible en cada momento del ciclo de vida. Dos facetas importantes en el gemelo digital son las facetas energéticas y de automatización, la primera tiene cada vez más peso en el proceso productivo, y la segunda constituye el cerebro del proceso. Ambas facetas tienen un fuerte impacto en la cuenta de resultados de las compañías. Desde la perspectiva de producto, un gemelo digital se compone de alguno (dependiendo del alcance) de los siguientes elementos, o de ambos:
 

• El resultado de agregar la información generada por las disciplinas necesarias para el desarrollo del activo. El resultado puede ser en forma de datos (1D), diagramas 2D o 3D.
• Modelos de comportamiento del activo: modelos rigurosos del proceso, de control, predictivos, modelos eléctricos, etc. La inclusión de uno o más modelos se decide en base a la necesidad de la implementación.

En Schneider Electric, tenemos soluciones que permiten la agregación inteligente de la información, así como la construcción de diferentes modelos de comportamiento para usos específicos, que nos permiten la creación del gemelo digital. Estas soluciones se pueden desplegar de forma independiente unas de las otras.

2. Como hemos comentado, conceptualmente dividimos el gemelo digital en dos bloques: la información del activo y los modelos de comportamiento.

• La información 1D, 2D y 3D que recoge información del diseño, construcción y operación del activo. A esta categoría de información la denominamos Activo Digital.
• Modelos de comportamiento que permiten simular y optimizar tanto el diseño del activo como la operación y mantenimiento de éste, la energía consumida y las emisiones.

Para la construcción de un activo digital se deben recorrer los datos generados a lo largo de la vida del activo para vincular toda la información y ofrecer acceso a los datos (incluyendo información en tiempo real) y documentos a partir de su Tag. Por ejemplo, cuando se necesita la información de un determinado equipo, esta aplicación devuelve al usuario los datos y todas las referencias a documentos en los que este equipo ha aparecido. El sistema ofrece una navegación contextual e intuitiva entre elementos que constituyen el activo (tags) ofreciendo datos y documentos, evitando que el usuario deba navegar (basándose en su pericia) entre documentos y fuentes de datos en busca de la información que necesita. 

El activo digital resuelve el acceso a la información del activo.

Sólo por aclarar, un sistema de gestión documental (SGD) no es un Activo Digital. Un Activo Digital es mucho más que un SGD.

Disponemos de soluciones para la construcción y uso de los modelos de comportamiento para distintas facetas del activo. Podemos hacer simulaciones para estudios de viabilidad, diseño detallado del proceso, diseño de sistemas eléctricos, puesta en marcha virtual (virtual commissioning), mejora en la operación, optimización de la producción, implementación de estrategias avanzadas de control y desplegar el mantenimiento predictivo y prescriptivo.

Por tanto, nuestra propuesta para el gemelo digital plantea soluciones a una gran variedad de necesidades del activo durante su ciclo de vida. Dependiendo de la faceta se pueden clasificar así:

• Gemelo digital de proceso, agrupa las funciones de simulación del proceso productivo útiles en tanto en el diseño como en la explotación. 
• Gemelo digital eléctrico, integrado con los datos de proceso, permite tener un modelo de comportamiento del sistema eléctrico. Se usa tanto en diseño como en explotación.
• Gemelo digital de control, permite la implementación de sistemas seguros de pruebas de secuencias de control (mejora en el comisionado, entrenamiento de operadores, etc.), así como el establecimiento de estrategias avanzadas de control en procesos complejos y con retardos.
• Gemelo digital para el mantenimiento, se basa en modelos predictivos que permiten la optimización de mantenimiento.

3. De nuevo, se puede dividir el concepto de gemelo digital en dos partes (activo digital y modelos de comportamiento) para comprender mejor el uso esperado de estas soluciones que permiten la construcción del activo digital. La aplicación que construye el activo digital agrega el resultado (o las salidas) de las aplicaciones usadas en cada disciplina (tanto en diseño, construcción u operación), por tanto, no reemplaza las aplicaciones con las que trabajan las personas de cada disciplina.

El activo digital mejora el resultado del trabajo de cada una de las disciplinas, con un impacto positivo tanto en las personas como en la cuenta de resultados. Un activo digital permite el acceso rápido, fiable y actualizado a datos y documentos relacionados con el activo físico, asegurando el acceso de usuarios a la información. Esta forma de acceder a los datos presenta un enfoque en el que los datos fluyen, no hay datos contradictorios (y si los hay se detectan) y permite el acceso a toda la información desde un único punto, evitando tener que ‘bucear’ entre documentos en busca de lo que se necesita. En cuando a las aplicaciones de modelado de comportamiento, disponemos de sistemas de creación de modelos que pueden ser usados para: 
 

• Simulación en la fase diseño, permitiendo ensayar los sistemas en diseño bajo condiciones de funcionamiento que emulan a las reales y así optimizar el diseño.
• Simulación de puestas en marcha de plantas, mediante simuladores de control y de proceso, permitiendo ensayar, en condiciones seguras, las rutinas de control para el arranque, paro y situaciones anómalas en el proceso, y así reducir errores y minimizar el tiempo en el comisionado y la puesta en marcha.
• Optimización de sistemas, incluyendo variables de negocio y de proceso, maximizando la rentabilidad de la inversión.
• Simulación de escenarios what-if, según el momento de uso, habilitando la mejora tanto del diseño como de la explotación, tanto de modelos del proceso como de sistemas eléctricos.
• Creación de Sistemas de Entrenamiento de Operadores (OTS), asegurando la correcta formación para la operación del sistema, la correcta reacción ante situaciones anómalas y aumentando la seguridad, sin poner en riesgo el sistema productivo.
• Gestión avanzada de procesos de control que tengan dependencias complejas entre múltiples entradas y múltiples salidas, o retardos significativos, asegurando el funcionamiento óptimo del proceso para alcanzar los máximos niveles de productividad y calidad, y evitando paradas.
• Creación de sistemas predictivos para optimizar la operación y el mantenimiento sin la necesidad de una supervisión continua ni desarrollos a medida.
• Creación de reportes medioambientales del proceso productivo y energético.

Además de estas aplicaciones generales para la creación de gemelos digitales, hay soluciones específicas para el modelado de comportamiento que resuelven casos de uso muy específicos como, por ejemplo: redes de distribución eléctricas o de agua; microrredes; diseño de paneles eléctricos; etc.

4. Cualquier implementación de cualquier tipo de gemelo digital (ya sea activo digital o modelos de comportamiento), tiene como objetivo la mejora del activo en cualquier momento del ciclo de vida, de los elementos que lo componen o las personas que trabajan en ellos, desde el diseño hasta la explotación. El uso del activo digital tiene sentido durante todo el ciclo de vida del activo para la búsqueda de información. Habilita la colaboración entre disciplinas durante el diseño, cumplimento de normas, gestión del proyecto, etc. También, permite la monitorización de la calidad de los datos que contienen los documentos, lo que permite el seguimiento continuo del diseño y de la construcción, de manera que el traspaso a explotación (handover) sea mucho más suave y progresivo. Durante la explotación de la planta o infraestructura, se usa la información del activo digital para la búsqueda de información que ayuda a resolver problemas, mejorar el mantenimiento, evaluar riesgos, planificar nuevos usos, etc. En resumen, el activo digital permite tener la información a mano para la toma de decisiones bien informadas.

En cuanto a las soluciones del gemelo digital que manejan modelos, tienen mucha variedad de aplicaciones dependiendo del propósito del modelo construido, y con qué otras soluciones interaccionen. Por ejemplo, si se está diseñando una planta o infraestructura, las aplicaciones de simulación del proceso y de sistemas eléctricos se usan para obtener el resultado que cumpla los requisitos mediante el uso razonable de medios productivos. O simular distintas condiciones de producción o funcionamiento para ajustar el diseño a esas condiciones (si se está en fase de diseño), o ajustar la producción a las condiciones actuales (si se está en fase de explotación).

Además, el modelo de comportamiento se usa junto con simuladores de control para mejorar la puesta en marcha del sistema (virtual commissioning). 

También durante la explotación, se dispone de soluciones que incluyen modelos de comportamiento para tener un mejor control de procesos complejos, simular escenarios de producción para buscar el que mejor se ajuste a la necesidad, simular configuraciones del sistema eléctrico que permitan continuidad en la producción durante las rutinas de mantenimiento, implementar entornos de entrenamiento seguro de operadores, optimizar la producción teniendo en cuenta tanto el estado del proceso como variables económicas (energía, materias primas, etc.) que influyan en el mismo, predecir anomalías en los sistemas productivos y mejorar su mantenimiento, etc.

El perfil del usuario interesado en un gemelo digital es tan diverso como las aplicaciones que lo componen. Así, podrían estar interesados en un gemelo digital, o en alguna de sus facetas, compañías que hacen ingeniería, que construyen máquinas, integradores de sistemas, proveedores de servicio, encargados de operación y mantenimiento, propietarios de infraestructuras, etc. Cada uno de estos perfiles tendrá una necesidad que requerirá la implementación de un gemelo digital particular.

1. Simplificando, un gemelo digital es un modelo virtual de un sistema real que mantiene una interconexión bidireccional de datos. Este modelo virtual se nutre de los datos del sistema real y puede simular su comportamiento en diversos escenarios. En esencia, el gemelo digital representa virtualmente al sistema real. Para crear un gemelo digital, se requieren varios elementos:

• Un sistema de control que supervise tanto el gemelo como el sistema real.
• Un modelo de simulación para la planta.
• Comunicación y registro de datos entre ambos sistemas.
• Una representación gráfica en 2D o 3D del modelo.
• La presentación de datos, como un dashboard o HMI (Interfaz de Usuario).
• Beckhoff proporciona todos estos componentes necesarios para la implementación del gemelo digital.

Control:

Para el control, contamos con el software en tiempo real TwinCAT 3. Al ser un software para PC, permite su ejecución tanto en entornos reales como en simulaciones.

Simulación:

Para la simulación, disponemos de diversos componentes que nos permiten integrar modelos de MATLAB o Simulink en las modalidades Software-in-the-Loop y Model-in-the-Loop. También podemos integrar modelos genéricos mediante el interfaz Functional Mockup Interface (FMI).

Por otro lado, con TC3 EtherCAT Simulation es posible simular un proceso de manera transparente para un PLC Maestro de EtherCAT. Esto se conoce como simulación Hardware-in-the-Loop.

Además, en la actualidad, contamos con herramientas para la inferencia de modelos de Machine Learning y Redes Neuronales, los cuales se integran en el runtime de TwinCAT 3 en tiempo real.

Comunicación:

Nuestros productos incorporan capacidades de comunicación excelentes. A nivel de campo, EtherCAT es nuestro protocolo estrella, pero también admitimos los buses y protocolos más comunes. Además, ofrecemos una sólida comunicación horizontal de planta y hacia sistemas superiores, como Modbus, OPC UA, FTPS, IoT y bases de datos. Nuestros productos de IoT y bases de datos son ideales para recopilar datos del sistema físico que se pueden utilizar para el posterior entrenamiento de modelos de Machine Learning integrados en el sistema simulado.

Representación gráfica del modelo:

Beckhoff ofrece la función TC3 CAD Simulation Interface para la integración de software CAD con el runtime de TwinCAT 3. Además, TwinCAT 3 dispone del protocolo ADS, que facilita la conexión de software con aplicaciones como Unity o Visual Components.

Presentación de datos:

Para facilitar la presentación de datos, ofrecemos el TC3 HMI Server, que permite implementar un potente dashboard basado en HTML5. Esto posibilita su visualización desde cualquier dispositivo a través de un navegador web.

2. Desde el punto de vista estructural, los componentes mencionados pueden combinarse de diversas formas y de manera muy flexible para abordar todas las etapas necesarias del gemelo digital. En ocasiones, los proyectos no abarcan toda la extensión de un gemelo digital, sino que se centran en algunos de sus elementos. Por ejemplo, hay proyectos que incorporan la representación de un modelo 3D de la máquina, pero no incluyen la simulación del proceso, y viceversa. Desde una perspectiva de aplicación, los gemelos digitales se utilizan en diversos campos, como se explicará más adelante.

Es más sencillo implementar un gemelo digital con Beckhoff cuando se trata de un sistema controlado por nuestro software de control, ya que se utiliza el mismo software tanto para el sistema real como para el simulado. No obstante, también es posible utilizar Beckhoff en otros escenarios.

3. Estas soluciones ya se están utilizando y se espera que su adopción aumente aún más en un contexto en el que las empresas buscan aprovechar las nuevas tecnologías para optimizar sus productos, reducir costos, agregar valor y diferenciarse de la competencia.

4. Los gemelos digitales tienen utilidad en diversas fases o aspectos de los productos. Permiten probar y optimizar diseños de productos antes de la fabricación física. En máquinas y procesos, facilitan la optimización del control. Además, los gemelos digitales posibilitan el mantenimiento predictivo de las instalaciones mediante la adquisición y análisis de datos del sistema. También se pueden utilizar para la formación de operarios en un entorno virtual que simula situaciones diversas. Las aplicaciones son muy variadas e incluyen plantas de generación de energía (como granjas de aerogeneradores), líneas de producción, maquinaria de mecanizado y el control de edificios (energía, iluminación, entre otros).

Una aplicación de referencia de Beckhoff en este campo es el edificio H en la ciudad china de Wuhan. Este edificio cuenta con una estación fotovoltaica en el techo generando más de 200,000 kWh anuales, igual al consumo de iluminación, y recolecta agua de lluvia para minimizar el uso de agua y energía. El gemelo digital del edificio implementado con tecnología de Beckhoff permite hacer auto diagnóstico, análisis y toma de decisiones autónomas.

1. Un gemelo digital es un modelo virtual de un objeto físico. Abarca el ciclo de vida del objeto y utiliza los datos en tiempo real enviados por los sensores del objeto para simular el comportamiento y supervisar las operaciones. Los gemelos digitales pueden replicar varios elementos del mundo real, desde piezas individuales de un equipo en una fábrica hasta instalaciones completas, como turbinas eólicas e incluso ciudades enteras. La tecnología de gemelos digitales permite supervisar el rendimiento de un activo, identificar posibles fallos y tomar decisiones mejor fundamentadas en cuanto al mantenimiento y el ciclo de vida.

Los gemelos digitales ofrecen a los clientes muchas ventajas como un mejor rendimiento de equipos, plantas e instalaciones reduciendo el tiempo de inactividad al tener un mayor conocimiento de qué está ocurriendo, una mayor capacidad predictiva que permite tomar medidas ante la primera señal de fallo, supervisión remota y aceleración del tiempo de producción. 

2. Hay varios tipos de gemelos digitales, que con frecuencia se pueden ejecutar en paralelo dentro del mismo sistema. Si bien algunos gemelos digitales replican sólo partes individuales de un objeto, todos son fundamentales para proporcionar una representación virtual. Los tipos más comunes de gemelos digitales son: los gemelos de componentes o piezas que son la representación digital de una sola pieza de un sistema completo como un motor dentro de una turbina eólica, los gemelos de activos que representan dos o más componentes en un sistema y representan la interacción entre ellos, los gemelos del sistema que muestran cómo los diferentes activos trabajan juntos como parte de un sistema más amplio y permite tomar decisiones sobre mejoras de rendimiento o eficiencia y, finalmente, los gemelos del proceso que muestran el entorno digital de un objeto completo y ofrecen información sobre cómo sus diferentes componentes, activos y unidades funcionan juntos. 

En AWS contamos con el servicio en la nube AWS IoT TwinMaker que abarca la creación de todo este tipo de gemelos y ayuda a optimizar las operaciones y el rendimiento mediante la creación de gemelos digitales de sistemas del mundo real. AWS IoT TwinMaker ofrece las herramientas para replicar digitalmente edificios, fábricas, instalaciones de fabricación, líneas de producción y equipos industriales. Es posible importar modelos 3D existentes, como archivos de diseño asistido por computadora (CAD) y de modelado de información de construcción (BIM), a AWS IoT TwinMaker para crear visualizaciones 3D de los sistemas. 

3. Actualmente, los gemelos digitales son utilizados en bastantes sectores para crear representaciones virtuales de los sistemas del mundo real y poder analizar desde el diseño de un edificio hasta el rendimiento de un coche. Los gemelos digitales pueden ayudar a optimizar las operaciones y condiciones de un edificio, acelerar la producción, mejorar el rendimiento de los equipos, encontrar y abordar las anomalías de los procesos y generar simulaciones.

Entre los sectores que más hacen uso de esta tecnología destacan: 

1. Construcción

Los equipos de construcción crean gemelos digitales para planificar mejor los proyectos residenciales, comerciales y de infraestructura, a la vez que proporcionan un panorama en tiempo real de cómo progresan los proyectos existentes. Los arquitectos también utilizan los gemelos digitales en la planificación de los proyectos, para lo cual combinan el modelado 3D de los edificios con la tecnología de gemelos digitales. Los administradores de edificios comerciales utilizan gemelos digitales para supervisar los datos históricos y en tiempo real de la temperatura, la ocupación y la calidad del aire dentro de las habitaciones y los espacios abiertos para mejorar la comodidad de los ocupantes. Por ejemplo, el proveedor de soluciones de construcción y cadena de frío, Carrier, utiliza AWS para desarrollar rápidamente sus soluciones digitales. La compañía utiliza los servicios de AWS IoT para desarrollar su plataforma de servicios compartidos, carrier.io. también utilizó la tecnología de AWS para el modelado de activos, así como la creación e integración de gemelos digitales para replicar sus sistemas físicos.

2. Fabricación

Los gemelos digitales se utilizan en todo el ciclo de vida de la fabricación, desde el diseño y la planificación hasta el mantenimiento de las instalaciones existentes. Un prototipo de gemelo digital permite supervisar el equipo en todo momento y analizar los datos de rendimiento que indican cómo funciona una parte concreta o la totalidad de la planta. La filial de Koch Industries, INVISTA, se especializa en materiales especiales que se utilizan en varios sectores, como ropa, automóviles y computadoras. Trabajó con AWS para crear gemelos digitales de las operaciones de fabricación y proporcionó al personal una visión digital completa de los activos y datos.

3. Energía

Los gemelos digitales se utilizan ampliamente en el sector energético para apoyar la planificación estratégica de proyectos y optimizar el rendimiento y los ciclos de vida de los activos existentes, como las instalaciones en alta mar, las instalaciones de refinado, los parques eólicos y los proyectos solares.

4. Sector automotriz

El sector automotriz utiliza gemelos digitales para crear modelos digitales de vehículos. Los gemelos digitales pueden aportar información sobre el comportamiento físico del vehículo, así como sobre los modelos de software, mecánicos y eléctricos. Es otra área en la que el mantenimiento predictivo aporta valor porque un gemelo digital puede alertar a un centro de servicio o a un usuario si encuentra un problema en el rendimiento de un componente.

5. Sanidad

Los gemelos digitales se utilizan en el sector de la salud en varios casos. Por ejemplo, para crear gemelos virtuales de hospitales enteros, otras instalaciones de salud, laboratorios y cuerpos humanos para modelar órganos y realizar simulaciones que indiquen cómo responden los pacientes a determinados tratamientos.

4. Un gemelo digital funciona al replicar digitalmente un activo físico en el entorno virtual, con sus funcionalidades, características y comportamiento. Se crea una representación digital en tiempo real del activo mediante sensores inteligentes que recopilan datos del producto. Se puede utilizar la representación a lo largo del ciclo de vida de un activo, desde las pruebas iniciales del producto hasta el funcionamiento y la desactivación en el mundo real, reduciendo significativamente costes y logrando una mayor eficacia del activo físico.

Los gemelos digitales utilizan varias tecnologías, que AWS también proporciona, para ofrecer un modelo digital de un activo. Entre éstas se incluyen Internet de las cosas, inteligencia artificial y aprendizaje automático. 

1. En Microsoft, contamos con Azure Digital Twins, una plataforma de inteligencia artificial e IoT basada en la nube que permite a los clientes y partners crear un modelo digital completo de un entorno físico que contenga personas, lugares y objetos, así como las relaciones y procesos que los unen. Los usuarios pueden modelar entornos como edificios, fábricas, granjas, redes de energía, ferrocarriles, etc., conectando activos como dispositivos IoT y sistemas comerciales existentes. El componente de eventos de la plataforma admite la creación de lógica empresarial dinámica y procesamiento de datos. Azure Digital Twins se integra con los servicios de inteligencia artificial y análisis de datos de Azure. Esto ayuda a los usuarios a rastrar el pasado y crear modelos de predicción del futuro.

El gemelo digital enriquece el elemento físico, permitiéndonos extraer y explotar información valiosa, aplicar Inteligencia Artificial y habilitar experiencias colaborativas remotas mediante la realidad mixta. Con esta solución, las empresas pueden obtener una visión sin precedentes de sus recursos, lo que les permite mejorar productos, optimizar operaciones, reducir costes y facilitar experiencias innovadoras a sus clientes.

En definitiva, Azure Digital Twins proporciona herramientas y capacidades para simplificar la creación de soluciones de gemelos digitales complejas, ayudando a las empresas a crear modelos digitales completos de diversos entornos y transformando la forma en que interactuamos con el mundo físico y la nube.

2. En nuestro caso, Azure Digital Twins ofrece la capacidad de modelar cualquier recurso, sistema o entorno completo. Mediante el uso de gemelos digitales, se puede mantener una representación activa y actualizada de cada componente en tiempo real gracias a la integración con Azure IoT. Y, por ejemplo, si se combina con Azure Synapse Analytics, permite rastrear el historial de los gemelos digitales y extraer información valiosa para predecir estados futuros. Esto ayuda a tomar decisiones informadas y anticiparse a posibles problemas o mejoras.

En Azure Digital Twins, los clientes definen las entidades digitales que representan a las personas, los lugares y las cosas en su entorno físico mediante modelos. Los modelos se definen en un lenguaje llamado Digital Twins Language (DTDL) y describen a los ‘gemelos’ en términos de sus propiedades de estado, eventos de telemetría, comandos, componentes y relaciones. Por su parte, los modelos definen relaciones semánticas entre entidades para que las empresas puedan conectar a los gemelos en un gráfico de conocimiento.

Por otro lado, unida a Microsoft Mesh, habilita experiencias inmersivas desde cualquier lugar y en cualquier dispositivo. Y, con Microsoft Power Platform, ofrece una interfaz amigable que ayuda a todos los empleados interactuar con los datos de los gemelos digitales sin la necesidad de conocimientos avanzados de programación. Esto proporciona acceso a información relevante y fomenta la toma de decisiones ágiles y fundamentadas.

Cada una de estas tecnologías es extremadamente eficaz por sí misma, pero, cuando se combinan, crean una sinergia única que impulsa la transformación digital de forma sin precedentes. Esta combinación de herramientas facilita a las empresas alcanzar niveles de eficiencia, innovación y colaboración nunca antes vistos, y allana el camino hacia el futuro de la informática y la digitalización de los negocios.

3. Hemos colaborado con la Generalitat de Catalunya para la puesta en marcha de tres proyectos de Inteligencia Artificial para la mejora de la sostenibilidad medioambiental, entre los que se encuentran la gestión de las cuencas hidrográficas a través de gemelos digitales, como herramienta para validar las políticas y alertar tempranamente sobre eventos perjudiciales que derivarán en acciones operativas específicas dentro de la red hídrica. También tenemos ejemplos en la industria farmacéutica. Es el caso de Stevanato Group, que está creando réplicas digitales de equipos de montaje para mejorar las fases de diseño, puesta en marcha y operaciones de sus proyectos. El uso de Digital Twins ofrece datos e información sobre cómo optimizar los procesos en el montaje de dispositivos médicos, lo que facilita a los clientes reducir el tiempo de comercialización y aumentar la calidad del producto.

Con las soluciones de Microsoft, los clientes pueden monitorizar lo que está ocurriendo en el mundo real a través del gemelo digital: es posible obtener información detallada sobre el elemento físico sin necesidad de estar presentes físicamente. Esto nos ofrece un mayor entendimiento de su funcionamiento y nos ayuda a tomar decisiones informadas. Además, gracias a los datos almacenados en el gemelo digital, se pueden analizar eventos pasados y compararlos con el presente para hacer predicciones sobre el futuro. Esto facilita el desarrollo de modelos predictivos y la estimación del comportamiento futuro de los objetos del mundo real a los que se les ha aplicado software y se ha creado un gemelo digital.

Por último, podemos aplicar el aprendizaje obtenido de las simulaciones al software del elemento físico, siendo capaces de actuar sobre él e incluso dotarlo de autonomía para optimizar su funcionamiento y realizar tareas rutinarias. Esto da lugar a la creación de sistemas autónomos que pueden tomar decisiones y actuar de manera independiente.

Además de todas estas capacidades, el gemelo digital nos permite interactuar de forma mejorada con los elementos físicos. Podemos utilizar la información y el conocimiento proporcionados por el gemelo digital para mejorar la experiencia de manejar máquinas y dispositivos. Por ejemplo, imaginemos que queremos realizar la lectura de contadores de una máquina en una fábrica remota. En lugar de desplazarnos físicamente hasta la fábrica, podemos conectarnos al gemelo digital desde cualquier dispositivo conectado a la nube. Desde allí, podemos realizar la lectura de contadores y, además, obtener información predictiva sobre su funcionamiento. Incluso podemos ajustar la potencia de la máquina en función de las previsiones de consumo proporcionadas por el gemelo digital.

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Este artículo aparece publicado en el nº 549 de Automática e Instrumentación págs. 52 a 59.