El término Digital Twin es cada vez más popular. Los gemelos digitales se han vuelto una solución muy práctica para muchos sectores, pero se basan en la computación de alto rendimiento para ello. Por tanto, aquí vamos a ver qué es esto y para qué se usa, entre otros detalles interesantes de esta tecnología.
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¿Qué es un gemelo digital o Digital Twin?
Pues bien, quizás cuando se habla de gemelos digitales o de un Digital Twin tú te puedes estar imaginando algo relativo al mundo del gaming, quizás a la realidad virtual, o tal vez pienses en esto:
Pero lo cierto es que no tiene nada que ver con esto. Cuando se habla de Digital Twin o gemelo digital, nos estamos refiriendo a una representación virtual de un objeto o sistema de forma fidedigna al real. De esta manera, mediante simulación se pueden obtener datos en tiempo real y usar tecnologías como el aprendizaje automático, entre otras técnicas, para predecir qué le puede ocurrir al objeto físico con precisión.
Dicho de otro modo, el gemelo digital es un modelo virtual que refleja de manera precisa al real, como podría ser un motor de avión, una estructura, un componente electrónico, un componente mecánico, etc. De esta forma, se pueden obtener datos de estos objetos e incluso simular muchos escenarios, como pueden ser impactos o fuerzas aplicadas sobre el gemelo digital, condiciones climáticas adversas, fatiga, etc.
De esta forma, no se compromete el modelo real al realizar las simulaciones, pero se pueden predecir problemas de rendimiento, posibles fallos, desgaste de materiales, etc. Toda esta información se podría aplicar al modelo real para evitar que estos inconvenientes sucedan.
No hay que confundir a una simulación convencional con un Digital Twin, ya que la simulación no deja de ser eso, una simulación de algo real. Mientras que un gemelo digital es una réplica más rica para el estudio.
Por otro lado, las simulaciones no se benefician de tener datos en tiempo real del modelo real. Es decir, con sensores instalados en el modelo real y la combinación con la simulación del gemelo digital, se puede obtener información mucho más valiosa de lo que le podría ocurrir al sistema original.
Por ejemplo, imagina un motor de un avión. Se hace un Digital Twin del motor y se simulan X horas de vuelo para saber si podría darse desgaste de algún material, rotura por fatiga, fallos, etc. De esta forma, antes de que ocurra un accidente con el avión real, se puede realizar un mantenimiento o sustitución de las piezas más sensibles.
Tipos de gemelos digitales
Existen varios tipos de gemelos digitales según el nivel de ampliación del producto, como los siguientes:
- Gemelos de componentes o de piezas. Son el ejemplo más simple y pequeño, como puede ser una parte de un motor.
- Gemelos de activos. Cuando dos o más componentes trabajan juntos, se denominan activo. En este caso, con un gemelo digital de activos se pueden simular las interacciones entre ambos componentes.
- Gemelos de sistema o unidad. Se trata de un nivel aún superior, creando una réplica del sistema completo, es decir, desde las piezas y componentes, hasta los activos, pasamos ahora a conjuntos de activos.
- Gemelos de proceso. Dando otro paso más, en este tipo de Digital Twin tenemos a varios sistemas trabajando juntos e interactuando entre sí, es la producción más compleja que existe.
Historia de los gemelos digitales
Hay que señalar que la idea del Digital Twin, o gemelo digital, surge por primera vez en 1991, en una publicación del Mirror Worlds de David Gelernter. Sin embargo, la primera aplicación del concepto se le atribuye al miembro de la Universidad de Michigan, el Dr. Michael Grieves, que lo aplicó a la fabricación en 2002.
Finalmente, fue John Vickers, de la NASA, quien introduciría el término Digital Twin o gemelo digital en 2010. Además, la propia NASA ya había ideado el estudio de un objeto físico mediante la virtualización desde mucho antes, desde la década de los 60, cuando usaban simulaciones para sus naves espaciales, robets, etc., para tratar de predecir posibles problemas que se darían durante las misiones.
Aplicaciones del Digital Twin
Como puedes imaginar, un gemelo digital tiene muchas aplicaciones más allá de la industria de la informática, y también dentro de ella. Algunas posibles aplicaciones son:
- Mejorar el I+D en las investigaciones o el desarrollo de productos más efectivos y fiables.
- Mejorar la eficiencia de los productos producidos o de la manufactura de los mismos.
- Calcular el fin de la vida útil del producto con precisión para evitar problemas futuros.
Y todo esto puede aplicarse a multitud de proyectos que se pueden beneficiar de ello, como por ejemplo:
- Proyectos físicamente muy grandes que están sujetos a estrictas normas de ingeniería, como pueden ser edificios, puentes, etc.
- Proyectos mecánicos complejos, como turbinas de reacción, motores de vehículos, aeronaves, etc.
- Equipos de potencia, como los mecanismos de transmisión.
- Proyectos de fabricación usando gemelos digitales para ayudar a optimizar la eficiencia de los procesos, la seguridad, la calidad y cómo debería funcionar todo para abaratar costes y mejorar la productividad.
Dicho esto, esto tiene aplicaciones en sectores como:
- Ingeniería de sistemas.
- Electrónica.
- Ingeniería mecánica.
- Aeronáutica.
- Diseño.
- Sector industrial (fabricación).
- Arquitectura y urbanismo.
- Servicios públicos de energía.
- Servicios de atención médica.
- etc
De hecho, el mercado de gemelos digitales está en constante expansión, teniendo cada vez mayor importancia, especialmente desde 2020. Este año se estableció que el valor de las tecnologías Digital Twin podían mover unos 3100 millones de dólares, mientras que los analistas esperan que esto vaya creciendo año tras año, hasta llegar a los 48200 millones en 2026, según las estimaciones.
Empresas como Siemens, IBM, etc., ya están usando estos Digital Twin para mejorar, y cada vez se irán incorporando más nombres a la lista.
