Los gemelos digitales llegaron para mejorar el mantenimiento. ¿Cómo?
Primero te explicaremos qué es un gemelo digital.
Los gemelos digitales
Básicamente se trata de una réplica virtual de un producto, proceso o sistema en tiempo real. La tecnología detrás de los gemelos digitales se ha expandido para incluir edificios, fábricas e incluso ciudades, y algunos han argumentado que incluso las personas y los procesos pueden tener gemelos digitales, ampliando aún más el concepto.
¿Cómo funcionan?
Un gemelo digital comienza su vida siendo construido por especialistas, a menudo expertos en ciencia de datos o matemáticas aplicadas. Estos desarrolladores investigan la física que subyace al objeto o sistema físico que se imita y utilizan esos datos para desarrollar un modelo matemático que simula el original del mundo real en el espacio digital.
Esta réplica se crea utilizando una combinación de modelado 3D, datos de sensores e inteligencia artificial. Todo el proceso funciona de la siguiente manera:
- Modelado 3D. Un gemelo digital comienza con un modelo 3D del objeto o sistema físico. Este modelo se puede crear utilizando software de diseño.
- Datos del sensor. El gemelo digital luego se llena con datos del sensor, que se recopilan del objeto o sistema físico. Estos datos incluyen información sobre las propiedades físicas del objeto o del sistema, como el tamaño, la forma y el material. También incluye datos sobre el rendimiento del objeto o del sistema, como la temperatura, la presión y la vibración.
- Inteligencia artificial. El gemelo digital se integra con algoritmos de IA, que se utilizan para simular y analizar el comportamiento del objeto o sistema físico. Estos algoritmos pueden predecir cómo se comportará el objeto o el sistema en diferentes condiciones e identificará posibles problemas antes de que ocurran.
- Simulación. Una vez que se crea el gemelo digital y se completa con los datos del sensor, se puede usar para simular el comportamiento del objeto o sistema físico en diferentes condiciones, como estrés, desgaste o factores ambientales. Esto permite a los ingenieros y diseñadores probar y optimizar el rendimiento de un producto antes de construirlo, lo que puede ayudar a reducir costos y mejorar la eficiencia.
- Monitoreo en tiempo real. El gemelo digital también se puede integrar con IoT para monitorear el objeto físico o el sistema en tiempo real. Esto permite la supervisión y el análisis en tiempo real del rendimiento del objeto o sistema, lo que puede ayudar a identificar problemas y mejorar el mantenimiento y la reparación.
Un ejemplo de la tecnología de gemelos digitales en acción es en la industria manufacturera. Una empresa que produce maquinaria compleja, como una turbina eólica, puede utilizar la tecnología de gemelos digitales para crear una réplica virtual de la turbina. Esta réplica se puede utilizar para simular el comportamiento de la turbina en diferentes condiciones, como la velocidad y la dirección del viento. Los ingenieros y diseñadores pueden usar el gemelo digital para probar y optimizar el rendimiento de la turbina antes de construirla, lo que puede ayudar a reducir costos y mejorar la eficiencia.
Una vez que la turbina está construida y puesta en funcionamiento, los datos del sensor pueden recopilarse de la turbina física y usarse para actualizar el gemelo digital en tiempo real. Esto permite monitorear y analizar en tiempo real el rendimiento de la turbina, lo que puede ayudar a identificar problemas potenciales y mejorar el mantenimiento y la reparación. Mediante el uso del gemelo digital, la empresa puede predecir cuándo un componente podría fallar y programar el mantenimiento antes de que ocurra, lo que reduce el tiempo de inactividad y aumenta la productividad general.
Foto: Interempresas
Gemelos digitales para el mantenimiento predictivo
Uno de los muchos efectos de la revolución de la Industria 4.0 es un cambio estratégico de un mantenimiento reactivo a uno predictivo.
Las soluciones analíticas para el mantenimiento predictivo permiten a los propietarios de procesos evitar eventos aleatorios no deseados y monitorear los activos, toda la línea de producción o la planta. Cuando se combina con la posibilidad de simular el comportamiento, brinda a las empresas la capacidad de optimizar completamente sus operaciones con una optimización máxima de sus operaciones. También permite probar diversas variantes de desarrollo de la producción o inversiones planificadas. Aquí es donde ocurre la primera, pero no la única, colaboración entre la plataforma de mantenimiento predictivo y el gemelo digital.
La representación completa del sistema y su dinámica en tiempo real, permite realizar simulaciones del comportamiento del sistema. Esto crea la posibilidad de probar los algoritmos de mantenimiento predictivo como parte de varios escenarios que, por ejemplo, no han ocurrido hasta ahora.
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