A medida que nuestro mundo se vuelve más digitalizado y conectado, de hecho, podemos hacer una copia virtual. Y esas réplicas ahora se utilizan para mejorar escenarios del mundo real, desde hacer que la producción de aviones sea más precisa hasta prevenir derrames de petróleo.

Un gemelo digital es una réplica virtual de una entidad de la vida real, como una ciudad o una fábrica, que a menudo evoluciona en tiempo real junto con su contraparte física a través de datos recopilados a través de sensores. Se puede utilizar como campo de pruebas para simular lo que sucede en determinadas circunstancias o proporcionar alertas de posibles problemas gracias a algoritmos predictivos.

Una réplica virtual de una ciudad podría por ejemplo, utilizar todo tipo de fuentes de datos, desde sensores urbanos hasta datos meteorológicos, para simular el sistema de transporte de una ciudad. Luego, una simulación podría analizar el efecto sobre la contaminación del aire de hacer que una zona específica esté libre de automóviles.

"Un gemelo digital es un concepto que describe muchas cosas, "dijo Thomas Leurent, CEO y cofundador de Akselos, una empresa suiza que construye gemelos digitales para el sector energético. "Puede ser una imagen 3D que refleja automáticamente un objeto físico (para fabricación de alta precisión), pero también puede ser un modelo que predice cuándo debe realizarse el mantenimiento de una plataforma petrolera ".

Usando sensores para medir, por ejemplo, las deformaciones de estructuras o cargas de viento, empresas como Akselos hacen un digital, a menudo en tiempo real, simulación del mundo físico. La idea de los gemelos digitales que surgió por primera vez en 2002, tiene sus raíces en la tecnología de emparejamiento iniciada por la NASA, que implementó sistemas reflejados para ayudar a rescatar al Apolo 13. Hoy, las réplicas virtuales tienen innumerables usos.

Programas de ciudades inteligentes en lugares como Portland, los Estados Unidos, por ejemplo, utilizar gemelos digitales para modelar los flujos de tráfico, Rotterdam, Los países bajos, está construyendo uno de sus puertos para automatizar cada vez más sus operaciones, y se ha intentado hacer una copia virtual del cuerpo humano con fines médicos.

Construcción de alas

También se utilizan para mejorar la producción en la línea de montaje de aviones. Este es el objetivo de VADIS, un proyecto que está llevando a cabo la Universidad de Nottingham y la empresa aeroespacial Electroimpact, ambos en el Reino Unido.

"Queremos mejorar la calidad y reducir el tiempo de montaje para la construcción de alas, "dijo el Dr. Joseph Griffin, ingeniero aeroespacial senior en la Universidad de Nottingham y director de proyectos de VADIS. "Queremos medir los agujeros que se deben perforar en la piel de un ala, y utilizar esas medidas para actualizar un modelo digital. De esta forma podemos ajustar el proceso de construcción a un componente específico ".

Aunque muchos aviones pueden parecer de última generación, algunos procesos de producción todavía están pasados ​​de moda y se realizan manualmente debido a la falta de digitalización en la industria, cuales, Sucesivamente, puede dejar margen para el error. En la producción de alas, por ejemplo, Los agujeros pueden no alinearse exactamente como deberían, que luego requiere ajustes de última hora en la línea de montaje, conduciendo a la pérdida de tiempo.

Para abordar esto, VADIS está construyendo un marco en el que los sensores pueden escanear las pieles de las aeronaves. Esto luego se utilizará para crear un modelo digital o gemelo del ala, con todas sus superficies y huecos registrados hasta el más mínimo detalle. Este modelo luego se usaría para construir las partes correspondientes para que se alineen sin problemas para ese ala específica.

"Nuestro nuevo sistema significará que los componentes se pueden fabricar con mucha precisión fuera del sitio, y los operadores solo deben preocuparse por el montaje, ", dijo el Dr. Griffin." No tienen que preocuparse por volver a perforar y volver a trabajar en el último minuto ". De esta manera, el trabajo de los operadores se vuelve mucho más fácil, él dice.

VADIS tiene como objetivo poder replicar una piel de ala digital de hasta 10 metros de largo, con una precisión de 0,06 milímetros, según el Dr. Griffin. '(Al hacer esto) mantenemos actualizada la producción de aviones y la digitalizamos, "Dijo el Dr. Griffin.

Modelo

Akselos también utiliza gemelos digitales para mejorar el mantenimiento de la infraestructura energética. La tecnología de la empresa, comercializado a través del Software Akselos Integra, Modela la física de la infraestructura energética a gran escala y calibra los modelos a través de todo tipo de sensores. "Modelamos todo, desde las palas de los aerogeneradores, a plataformas (flotantes) de petróleo (y gas) del tamaño de (varios) portaaviones, "dijo Leurent.

Pueden usar un robot para inspeccionar el casco de una unidad flotante de almacenamiento y descarga de producción (FPSO) en busca de petróleo o gas, coloque acelerómetros en las palas de las turbinas eólicas o mida la altura de las olas que chocan contra el metal de una instalación en alta mar utilizando sensores. Todos esos datos luego pasan a su modelo, que simula la física de la pieza de infraestructura y predice qué piezas son las más vulnerables y propensas a fallar. Esto, a su vez, permite a las empresas de energía enviar equipos de mantenimiento de manera más eficaz.

"El enfoque tradicional es tener un mantenimiento programado, ", dijo Leurent." Lo que produce un gran porcentaje de lo que llamamos falsos positivos. Entonces, se le dice a un equipo de mantenimiento que inspeccione un área, pero no tienen nada que hacer allí. Esto es poco eficiente porque desvía a sus tripulaciones (que a su vez pierden tiempo), y es posible que se pierda los problemas porque no puede buscar en todas partes ".

Por supuesto, también puede predecir errores estadísticamente basándose en datos anteriores. Pero estos modelos son, 'muy tosco, "según Leurent:requieren una gran cantidad de datos, y seguir produciendo un gran número de falsos positivos, particularmente para objetos muy grandes como FSPO.

En su lugar, al hacer réplicas digitales muy detalladas, Akselos utiliza modelos complejos que muestran a las empresas en tiempo real adónde deben enviar a sus equipos de mantenimiento.

"Esto es muy importante, ", dijo Leurent." Porque si detecta un problema temprano, eso es bueno. Pero si llegas tarde es posible que tenga un derrame de petróleo (reparación o) muy costoso en sus manos ".