Si bien el ritmo del desarrollo tecnológico en la industria de la maquinaria pesada se acelera, los fabricantes siguen enfrentándose a la demanda de una mayor productividad y una mayor complejidad en el diseño para cumplir con los requisitos globales y la aparición de productos inteligentes y conectados.
Para crear máquinas más inteligentes que interactúen con su entorno, se requiere una amplia gama de sensores. Desde receptores y antenas GPS, sensores de inclinación, unidades de medición inercial (IMU) y sensores de posición, hasta radares, sensores LiDAR y cámaras para la automatización de máquinas, estos dispositivos recopilan una enorme cantidad de datos. A modo de ejemplo, Cisco estima que, a finales de 2019, el IoT generará más de 500 zettabytes de datos al año, y se prevé que en los años siguientes esta cifra crezca exponencialmente, no linealmente.
Recopilar y almacenar los datos será un desafío, pero ¿ cómo pueden los fabricantes de equipos originales (OEM) analizar esta cantidad de datos y, en última instancia, utilizar los resultados para predecir el comportamiento de la máquina y optimizar la eficiencia operativa? Aquí es donde la flexibilidad y la capacidad predictiva del Gemelo Digital basado en la física pueden ser de gran ayuda. Actualmente, la mayoría de las implementaciones de Gemelos Digitales se ejecutan como una instancia independiente, como una copia fiel de la máquina real. Este enfoque es especialmente útil, por ejemplo, en las etapas de diseño y capacitación del ciclo de vida del producto. Para el análisis de datos durante el funcionamiento de la máquina, los Gemelos Digitales pueden ejecutarse en dos configuraciones adicionales que conectan sin problemas los dominios físico y virtual: Gemelo Digital en Línea y Gemelo Digital Integrado.
Gemelo digital en línea con datos del producto
Al implementar un gemelo digital en la nube y combinarlo con datos de productos en tiempo real, se puede realizar una comparación entre los datos de productos reales y los datos generados por el gemelo digital.
Al conectarse el gemelo digital con el software de control real, la información proporcionada por los operadores o los algoritmos se puede utilizar para operar tanto la instancia digital como la física de la máquina. Al mismo tiempo, los datos de los sensores de la máquina real se pueden comparar con los de los sensores simulados en el entorno virtual, lo que permite analizar las diferencias entre ambos valores. Este análisis se puede utilizar para prevenir fallas críticas en el campo o para identificar cuándo es necesario reparar o reemplazar componentes clave como parte de un programa de mantenimiento preventivo.
Gemelo digital integrado en el producto
Al ejecutar una instancia del gemelo digital integrada en una máquina, la comparación entre la instancia física y la virtual se puede realizar en tiempo real. La principal ventaja del gemelo digital integrado radica en que los análisis se pueden calcular en el borde de la red, lo que significa que solo los resultados se comunican a la nube. Esto reduce considerablemente la cantidad de datos telemáticos que deben transmitirse en tiempo real, disminuyendo así la necesidad de ancho de banda y capacidad de procesamiento central. El enfoque del gemelo digital integrado también permite utilizar los datos calculados como entrada para ayudar a evaluar las acciones del operador, creando un enfoque de aprendizaje automático integrado.
Ya sea en línea o a bordo, el gemelo digital basado en la física puede tener un impacto inmenso en cómo se diseñan y se diseñarán las máquinas.
Para obtener más información sobre la tecnología de gemelos digitales y sus usos en el desarrollo de productos, descargue el libro electrónico: El gemelo digital en el centro de la I+D.