Gemelos Digitales y eficiencia productiva

Los Gemelos Digitales son el presente y el futuro de las empresas fabricantes. Los modelos de diseño asistido por computadora (CAD) se han utilizado para diseñar, simular y fabricar piezas, productos, máquinas y sistemas durante décadas. Uno de los hitos más famosos es quizás cuando en la década de 1980 el Boeing 777 fue el primer avión de pasajeros en ser 100% diseñado de manera digital.

Una evolución más reciente del modelado digital se conoce como gemelos virtuales o gemelos digitales, donde se crean objetos digitales, mecanismos y sistemas completos mediante la recopilación de información del mundo real y se aplican esos datos al modelo CAD. Los gemelos virtuales se actualizan constantemente con datos de los objetos reales a través de una amplia variedad de sensores y tecnologías relacionadas conectadas a la web que alimentan el Internet de las Cosas (IoT). Esta combinación trae una representación digital del objeto y su entorno circundante a la plataforma de software y abre una variedad de posibilidades para los diseñadores y fabricantes de productos.

Dado que los gemelos virtuales pueden capturar todas las operaciones funcionales, como el rendimiento, los errores, los requisitos de mantenimiento, etc., estos modelos se pueden analizar de manera integral. Este análisis brinda oportunidades para optimizaciones y mejoras de rendimiento mediante el uso de modelos analíticos predictivos, análisis de big data, cloud computing, inteligencia artificial (IA) y más.

Los ingenieros y los responsables de la toma de decisiones pueden utilizar los resultados de estos análisis para optimizar las funcionalidades de los objetos reales y mantener sus operaciones al máximo rendimiento. Las empresas pueden monitorear las operaciones y procesos de un gemelo virtual en tiempo real para realizar ajustes relevantes, y los sistemas de control de circuito cerrado se pueden utilizar para automatizar los procesos y las mejoras continuas. En particular, dado que los gemelos virtuales se pueden utilizar para predecir el comportamiento y la respuesta de los objetos reales en condiciones específicas, los posibles cambios de optimización se pueden aplicar primero a los gemelos virtuales para estudiar los resultados que se obtendrían en la realidad. Es decir, utilizar los gemelos virtuales como un «laboratorio de prueba» para la optimización antes de aplicar los cambios a objetos reales, para así eliminar la costosa y lenta experimentación en el mundo real.

El nivel de precisión entre un gemelo virtual y el objeto real depende de la cantidad y calidad de los datos recopilados del objeto real y su entorno. La cantidad de datos depende de la cantidad de sensores que se utilizan y la calidad de los datos depende de la precisión y el rendimiento de los sensores. Los avances en IIoT y tecnologías de sensores están haciendo que los gemelos virtuales sean omnipresentes en las industrias del transporte, la construcción, el comercio minorista y la energía, simulando todo, desde aviones y turbinas eólicas hasta ciudades enteras y órganos humanos. Pero los gemelos virtuales están teniendo el mayor impacto en el sector manufacturero, donde las empresas están implementando esta tecnología en todos los niveles de su organización.

Liberar el potencial de fabricación:

El gemelo virtual proporciona su mayor valor al simular sistemas dentro de sistemas, como las complejas interacciones entre robots, células de fabricación, líneas de producción y montaje, sistemas de energía, sistemas de acondicionamiento ambiental y sistemas de la cadena de suministro. De hecho, las empresas verdaderamente transformadoras y disruptivas están creando gemelos virtuales de toda su fábrica, incluida la cadena de suministro y los procesos operativos en toda la empresa corporativa. Imagínese cómo se pueden mejorar los productos y cómo se pueden mantener las operaciones al máximo rendimiento cuando se implementan gemelos virtuales en toda una organización. Esto reducirá drásticamente el tiempo de inactividad, el consumo de energía y los costos de mantenimiento, al mismo tiempo que mejorará la eficiencia, la agilidad, el servicio al cliente, la seguridad, la sostenibilidad y muchos más aspectos.

La demanda de productos innovadores que generan un valor cada vez mayor para los usuarios finales está aumentando rápidamente. Los consumidores son cada vez más conscientes del valor que obtienen de los productos que quieren comprar. Esto ha dado lugar a una competencia cada vez mayor entre las empresas de desarrollo y fabricación de productos para mantener y mejorar su participación en el mercado. Para mantenerse al día con las crecientes demandas de los consumidores de productos innovadores y mantenerse competitivo, los ciclos de desarrollo de productos deben ser cada vez más cortos, y la agilidad y la flexibilidad deben aumentarse dentro de todo el ecosistema de desarrollo y fabricación de productos. Las empresas deben ser capaces de pivotar en función de esta dinámica de nuevas demandas de los consumidores y necesidades del mercado. Los gemelos virtuales de la planta y los procesos de fabricación pueden abordar esto en gran medida. La implementación de gemelos virtuales de plantas y procesos de fabricación permite a las empresas disfrutar de las ventajas de la metodología de fabricación ajustada a un nivel mucho más alto, reduciendo los desperdicios, aumentando la seguridad, haciendo que el lugar de trabajo esté limpio y organizado, y facilitando en general todas las operaciones. Del mismo modo, aumentará la calidad del producto y el retorno de la inversión (ROI). Los gemelos virtuales del piso de fabricación llevarán las ventajas del sistema 5S a un nivel superior, aumentando significativamente la visibilidad y el tiempo de planificación. Los gemelos virtuales de los procesos de fabricación aumentarán en gran medida la fluidez del flujo de producción, así como la eficacia de la planificación de recursos que están asociados con el sistema justo a tiempo y el sistema de extracción.

Estos son solo algunos ejemplos de las ventajas de los gemelos virtuales de la planta y los procesos de fabricación. Los gemelos virtuales mejoran de muchas maneras la eficacia, la eficiencia, la productividad y la calidad integradas en la fabricación, mejorando drásticamente las eficiencias hombre-máquina, teniendo un control de la ingeniería, el diseño, la fabricación, el control de calidad, el ensamblaje, el inventario, la cadena de suministro, la planificación y otros aspectos importantes relacionados con el proceso de toma de decisiones al siguiente nivel de eficiencia.

Las empresas que implementen gemelos virtuales de manera efectiva tendrán una ventaja competitiva y, dado que los gemelos virtuales se pueden adaptar para satisfacer las necesidades de la mayoría de las organizaciones, los fabricantes de todos los tamaños deberían agregar gemelos virtuales a sus planes de transformación digital.

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