El gemelo digital y la puesta en marcha virtual son dos aplicaciones concretas de la Industria 4.0. Descubra cómo permiten a los fabricantes ahorrar tiempo y evitar errores en el diseño y optimización de las líneas de producción.
En los albores de la cuarta revolución industrial, asistimos a un renovado interés por tecnologías que existen desde hace algunos años, pero que muchos fabricantes ven de manera diferente en la era de la tecnología: la 'Industria 4.0'. En este artículo, destacaremos algunos de los términos y tecnologías sobre los que a menudo nos preguntan, sus aplicaciones y por qué creemos que son importantes.
A lo largo de los años, la definición (y la promesa) del gemelo digital ha evolucionado, pero la idea básica sigue siendo la misma: una representación dinámica, virtual y generada por software de activos físicos y procesos correspondientes.
Industria 4.0: un mercado en auge
El término Industria 4.0 tal como lo conocemos ahora fue descrito por primera vez durante una presentación en la Hannover Messe 2011 por el Profesor Wolfgang Wahlster, Director y CEO del Centro Alemán de Investigación en Inteligencia Artificial.
Hoy en día, es un término ampliamente utilizado que significa diferentes cosas para diferentes personas (este artículo proporciona un buen resumen de algunas de las diferentes definiciones ofrecidas por los líderes de opinión de la industria), pero la idea básica es la misma: Industria 4.0 se refiere a la creación de redes inteligentes . de máquinas y procesos para la industria utilizando tecnologías de la información y la comunicación .
Debido a que la visión y la promesa de la Industria 4.0 son tan audaces y su impacto tan significativo, los fabricantes no pueden permitirse el lujo de ignorarlas. La oportunidad de la Industria 4.0 es enorme para proveedores y fabricantes, y la mayoría de las empresas de investigación esperan que el mercado de tecnologías de la Industria 4.0 al menos se duplique en los próximos cinco años .
El impacto que estas tecnologías tendrán en la economía global es significativo, Mckinsey estima que las tecnologías de la Industria 4.0 en las fábricas pueden generar un impacto económico de entre 1.200 y 3.700 millones de dólares al año para 2025 .
El gemelo digital en la industria 4.0
El concepto de gemelo digital
El concepto de gemelo digital comenzó a ser reconocido a principios de la década de 2000, en particular gracias al trabajo de Michael GRIEVES en la Universidad de Michigan . GRIEVES propuso que un modelo de gemelo digital tiene tres partes principales:
- productos físicos en el espacio real,
- productos virtuales en el espacio virtual,
- las conexiones de datos e información que vinculan productos virtuales y reales.
A lo largo de los años, la definición (y la promesa) del gemelo digital ha evolucionado, pero la idea básica sigue siendo la misma: una representación dinámica, virtual y generada por software de activos y procesos físicos .
Aplicaciones del gemelo digital
Son muchas las aplicaciones y casos de uso del gemelo digital , y al ser un área de investigación e innovación muy activa, la lista sigue creciendo. Algunos usos generales del gemelo digital incluyen:
- Validación de modelos de sistemas con datos del mundo real
- Apoyo a la toma de decisiones y alertas al usuario.
- Predecir cambios en los sistemas físicos a lo largo del tiempo.
- Descubra nuevas oportunidades de aplicaciones y nuevas fuentes de ingresos
Los beneficios potenciales de las aplicaciones de gemelos digitales son convincentes: mayor eficiencia, mejor calidad del producto, tiempos de inactividad no planificados más cortos y tiempos de puesta en marcha reducidos , por nombrar algunos. Los gemelos digitales se pueden aplicar desde la planificación y el diseño inicial de la fábrica hasta la puesta en servicio y el mantenimiento , dándoles valor durante todo el ciclo de vida de producción.
Cuando se trata de invertir en tecnología de gemelos digitales, los fabricantes actuales son mucho más optimistas sobre sus perspectivas. Si bien el término gemelo digital está de moda desde hace varios años, cada vez más fabricantes invierten en este ámbito, por ejemplo a través del software de gemelo digital .
En una encuesta reciente a 300 ejecutivos de fabricación, LNS Research encontró que el 75% de los encuestados había implementado o planificado iniciativas de gemelos digitales en sus organizaciones .
Puesta en marcha virtual
Diseñar e implementar una nueva solución de producción suele ser un proceso largo y costoso. Una vez finalizado el diseño y instalado el equipo, queda una fase por completar antes del traslado de la producción: la puesta en marcha .
Aquí es donde se integran los controles, se encuentran y corrigen errores, se escriben procedimientos y se capacita a los operadores sobre nuevos equipos, nuevos procesos o procedimientos revisados. Esta fase es difícil de planificar y con frecuencia excede el tiempo asignado, lo que retrasa la producción y puede provocar retrasos en los envíos o incluso la pérdida de negocios .
Los gemelos digitales se pueden utilizar para muchos propósitos, incluidos diagnósticos y ajustes de diseño . Además, debido a que son representaciones precisas de los activos físicos, también se pueden utilizar para agilizar y optimizar la fase de puesta en servicio .
En lugar de poner en marcha un nuevo sistema o celda robótica en el mundo físico, la puesta en servicio virtual implica crear un gemelo digital y luego probar y verificar el modelo en un entorno virtual simulado .
Esto permite :
- Prueba y depuración de código en un entorno virtual.
- Simulación de operación de equipos, identificación de posibles problemas y evaluación rápida de alternativas de solución.
- Simulación del funcionamiento de una célula robótica.
- Desarrollar procedimientos operativos.
- Capacitación de supervisores y operadores.
- Simular el impacto de las nuevas máquinas en la producción existente para identificar cuellos de botella y limitaciones de espacio para poder abordarlos antes de la instalación.
En definitiva, la puesta en marcha virtual permite a ingenieros y operadores probar nuevas instalaciones, así como cualquier ajuste -tanto en la fase de puesta en marcha como de mantenimiento- antes de implementarlas en el mundo físico .
El resultado es una instalación e integración más fluidas y optimizadas , menos sobrecostos y riesgos mínimos de tiempo de inactividad que podrían afectar la producción.
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