En la era de la industria 4.0, todas las empresas buscan constantemente herramientas que les ayuden a mejorar la eficiencia y aumentar la calidad de sus productos y servicios. Esto podría marcar una gran diferencia entre ellos y la competencia, lo cual es imprescindible en el mercado competitivo en el que vivimos. En este sentido, los gemelos digitales juegan un papel importante, ya que se están utilizando en una amplia gama de aplicaciones, desde el diseño hasta la planificación de la producción o la optimización de la cadena de suministro. No hay duda de que esta nueva tecnología está transformando la forma en la que las empresas abordan los procesos de fabricación y producción.
Qué es un gemelo digital
Un gemelo digital es una herramienta virtual utilizada para modelar y simular, procesos, sistemas y productos en tiempo real. Se trata de una réplica digital de un objeto del proceso físico, que se utilizará para hacer pruebas, optimizar el rendimiento y predecir comportamientos. ¿Cómo se construye un gemelo digital? A través de datos y modelos que se recogen y procesan mediante tecnologías de inteligencia artificial e Internet de las cosas. En estos datos se puede incluir información precisa y detallada sobre el diseño, los componentes, los materiales, los sensores o los sistemas que se usan en la fabricación de un producto.
Una vez que se ha construido, el gemelo digital en la industria 4.0 se usa, entre otras cosas, para simular y predecir el comportamiento que tendrá un objeto, un proceso físico ante distintas circunstancias. También permite las monitorización y gestión remotas, formación en el uso del sistema real, simulación de escenarios con el sistema real, apoyo a labores de soporte y mantenimiento, evitar problemas antes de que se produzcan, prevenir tiempos de inactividad, desarrollar nuevas oportunidades de negocio, planificar el futuro mediante simulaciones y personalizar la producción a los requerimientos del cliente.
Gracias a todas sus funcionalidades, el gemelo digital en la industria 4.0 ha permitido obtener resultados tan prometedores como:
- <75% reducción de residuos
- +10% eficiencia general de los equipos
- -38% quejas por calidad
- +20% rendimiento incrementado
Cómo y dónde usar un gemelo digital
El gemelo digital en la industria 4.0 tiene una amplia variedad de aplicaciones y distintos contextos en sectores y áreas de una empresa. Una de las más destacadas y de sus principales aplicaciones es la fabricación, ya que se pueden utilizar para la planificación, el diseño y la simulación de diferentes procesos de producción. También resulta muy útil para la optimización de la cadena de suministro, reduciendo costes y tiempo.
Un ejemplo de la aplicación de un gemelo digital en la industria 4.0 es en el sector automotriz. Se usa para simular el rendimiento y la seguridad de los vehículos. Antes de fabricarlos evitando así sobrecoste en pruebas y desarrollos. Lo mismo sucede en la industria aeronáutica en la que se utilizan gemelos digitales para simular el rendimiento de los motores y los sistemas electrónicos para predecir y evitar de este modo problemas de seguridad.
La construcción es un sector en pleno auge y los gemelos digitales se han convertido en una herramienta fundamental. Se emplean para planificar y diseñar proyectos, así como para predecir impactos ambientales y sociales en ellos.
También se han convertido en algo fundamental en la gestión de infraestructuras con el fin de optimizar la operación y el mantenimiento de sistemas complejos como las redes de energía y el transporte.
En la atención médica, los gemelos digitales se están utilizando para mejorar la atención al paciente, a través de la simulación de procedimientos quirúrgicos y la planificación de tratamientos personalizados.
En general, los gemelos digitales se pueden utilizar en cualquier sector donde se requiera la simulación, el análisis y la optimización de procesos y sistemas. Su uso se está extendiendo rápidamente en la Industria 4.0, donde están siendo considerados como una herramienta clave para la innovación y la mejora continua.
Beneficios y ventajas del uso del gemelo digital en la industria 4.0
Ya hemos visto que el gemelo digital en la industria 4.0 se ha convertido en una herramienta clave, debido a que se obtienen muchos beneficios y ventajas, dependiendo de las diferentes áreas en las que se utilice, ya sea producción o fabricación.
Hablando de estas ventajas, cabe mencionar la utilización de los procesos de fabricación y la planificación de la producción. Cuando se simulan y modelan los procesos en tiempo real, es posible detectar cuellos de botella, optimizar los flujos de trabajo y reducir el tiempo de producción.
La segunda ventaja es que al simular el comportamiento y el rendimiento de un producto antes de su producción, es posible identificar y corregir problemas antes de que se conviertan en errores costosos. Así se consigue el desarrollo de productos más innovadores y eficientes.
Otro beneficio que no puede pasarse por alto es su uso en el mantenimiento predictivo y la gestión del ciclo de vida de productos y sistemas. Cuando se analiza el comportamiento de estos en tiempo real, se pueden detectar problemas antes de que se conviertan en fallas catastróficas. Esto permite programar el mantenimiento y las reparaciones en el momento oportuno.
Y como último beneficio importante, cabe mencionar que el gemelo digital en la industria 4.0 puede ser usado para la formación y capacitación de los trabajadores.
Mediante un gemelo digital, los trabajadores pueden simular situaciones laborales realistas y explorar diferentes escenarios de manera interactiva. Esto les brinda la oportunidad de experimentar y aprender de sus errores sin consecuencias negativas para el entorno real. Además, los gemelos digitales proporcionan retroalimentación instantánea y personalizada, lo cual ofrece la oportunidad a los empleados de corregir y mejorar su desempeño de manera efectiva.
La capacitación con gemelos digitales también es altamente escalable, ya que múltiples empleados pueden acceder a ellos simultáneamente, sin restricciones de tiempo o espacio. Esto beneficia enormemente a las empresas que cuentan con trabajadores remotos en distintas zonas geográficas. Y como última ventaja del gemelo digital en la capacitación de los empleados, cabe mencionar que los gemelos digitales pueden ser actualizados y adaptados fácilmente para reflejar cambios en los procesos o tecnologías, lo que garantiza una formación continua y actualizada.
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