El gemelo digital: en el corazón de la predicción real
Jérôme Fenwick, CTO de Synox y Emmanuel Mouton, CEO de Synox
IBM, Dell o Microsoft, todos los grandes actores de la tecnología y las TI tienen su propia definición del gemelo digital. Y hay muy pocos que no hayan empezado a trabajar en el tema, sobre todo desde que el sector industrial lo ha probado y aprobado para su actividad. Renault, por ejemplo, utilizó un gemelo digital de su cadena de suministro para gestionar la producción, las existencias y la organización de sus equipos. Esto les habría permitido rentabilizar su inversión en poco menos de 3 meses. El gemelo digital se creó entre 2011 y 2012 en colaboración con los fabricantes. Tomando como ejemplo el sector aeronáutico, necesitábamos poder visualizar un motor de avión modelizado para mejorar su diseño.
💡 ¿Qué es el gemelo digital?
“El gemelo digital es una representación virtual idéntica en 3D de un objeto o sistema físico, que permite ensayar situaciones y prever sus reacciones.”
Las características del gemelo digital
Jérôme Fenwick, Director Técnico de Synox.
Es una representación interactiva que permite a los usuarios visualizar las reacciones de reglas y escenarios en un gemelo digital, formado por espacios físicos y equipos. Con esta tecnología, podemos visualizar todos los componentes de un equipo y todos los intercambios posibles. Inicialmente, será a escala de un edificio o terreno (con los Edificios Inteligentes), de una ciudad e incluso, para los más ambiciosos del mundo (metaverso). Así podemos seguir la evolución de todo tipo de objetos y sistemas, en función de multitud de factores reales, durante las simulaciones.
Emmanuel Mouton, director general de Synox.
De hecho, cada cual interpreta la noción de gemelo digital según un caso de uso, una profesión y un sector de actividad:
- el edificio
- la industria
- logística
- o para una autoridad local
La visión y las expectativas de los usuarios tampoco serán las mismas. Lo más importante que hay que entender sobre el gemelo digital es que su principal interés reside en la simulación.
Ejemplo de utilización de un gemelo digital
Utilizamos el gemelo digital de un avión para simular situaciones reales y anticipar el impacto de los factores de riesgo en el mundo real.
Como herramienta, el gemelo digital proporciona una visión consolidada de todos los equipos al mismo tiempo, con gran visibilidad y legibilidad de los datos tras las pruebas realizadas.
Cambia una variable y cambia todo el ritmo de producción. De este modo, podemos medir el impacto sobre el desgaste de las piezas y el consumo de equipos y maquinaria. Todo puede modelarse e interactuar en consecuencia.
Como explica JDN en su artículo del 23 de junio de 2022:
” Estos gemelos digitales revolucionarán las operaciones de simulación en la Fábrica 4.0 (IIoT). “
” Con el gemelo digital, partimos de algo muy teórico y lo adaptamos a los retos del terreno “,
Emmanuel MOUTON, Director General de Synox
¿Y qué pasa con BIM?
BIM (Building Information Modeling) es un modelo 3D de un edificio que permite gestionar el proyecto de construcción con datos fiables. Pero el BIM es sólo una parte del gemelo digital, congelado en un momento dado. Vamos a animarlo para que el estado de este plano 3D evolucione e interactúe con el mundo real.
Hay dos enfoques diferentes para trabajar con gemelos digitales. El enfoque “ascendente” se basa en los conocidos principios del aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, utilizando datos recogidos de sensores. La otra, denominada “descendente”, se basa en modelos matemáticos desde el principio.
” En Smart Building, a menudo hablamos de BIM y BOS (“Building Operating System”), siendo la tecnología de gemelos digitales el “Sistema Operativo” que nos permite interactuar y disponer a distancia de este entorno digital interactivo para llevar a cabo nuestras operaciones. Si simulo un estado, ¿qué impacto tendrá? Si abro una puerta durante un tiempo determinado, ¿qué impacto tendrá en la temperatura interior? “
Jérôme FENWICK, Director Técnico de Synox
¿Cómo se posiciona Synox?
Emmanuel Mouton, director general de Synox.
En Synox, somos pioneros del IoT, partimos de lo que ya existe y aprendemos de los datos que permitimos recopilar a nuestros clientes. La explotación de estos datos, unida a la gestión de los objetos conectados, nos permite automatizar y anticiparnos, para estar siempre atentos a las formas de mejorar.
“En cierto modo, el gemelo digital también nos obliga a medir cosas que antes no medíamos.
Jérôme Fenwick, Director Técnico de Synox.
Con el IoT, podemos gestionarlo todo a distancia, así que el objetivo es recuperar los datos y representarlos de forma legible e inteligible, con elementos contextuales. Esto permitirá al gemelo digital interpretarlos y analizar los factores y desencadenantes. Todo gracias a la simulación.
” Con esta tecnología, podremos resolver mejor los problemas, anticiparnos a ellos y dar un paso atrás para cambiar nuestro punto de vista. “
El papel del gemelo digital en diferentes sectores empresariales
En la industria (cadena de suministro)
Mayor fiabilidad del producto
Mayor seguridad
Mejora del rendimiento
Mantenimiento basado en el estado
Reducción de los costes de reparación
Anticipación de fallos
En el sector sanitario
Probar tratamientos en un paciente virtual (gemelo digital) antes que en el paciente real
Simulación de operaciones complejas
Pruebas de calidad y resistencia de productos sanitarios
Probar los efectos de una molécula en un organismo vivo
Pero entonces, ¿quién puede lanzar una innovación así?
Jérôme Fenwick, Director Técnico de Synox.
Seamos sinceros, crear un gemelo digital es complejo y requiere un gran número de recursos, accesibles sólo a los presupuestos más elevados. Hay etapas cruciales para las que los recursos que hay que desplegar son importantes (la modelización inicial, por ejemplo). Y más allá de los recursos, hay miedos que superar. Cuando te sumerges en un entorno tan complejo de modelar, te das cuenta de que hay toda una cara oculta del iceberg de la que no sabes lo suficiente. En Synox, nuestro posicionamiento es seguir simplificando la tecnología y hacerla accesible a todos.
” Para conseguirlo, no vamos a reinventar la rueda, vamos a apoyarnos en nuestros socios que llevan mucho tiempo trabajando en este tema y cuya especialidad es, como siempre hemos hecho.”
Tras 15 años de experiencia, sabemos lo que está de moda y lo que realmente va a hacer del mundo un lugar mejor. Es bastante lógico que cualquiera que se dedique a la gestión de activos (como nosotros con nuestra plataforma SoM2M#IoT) quiera integrar estos datos con la tecnología de gemelos digitales. Es todo nuestro ecosistema el que se ve afectado.
Emmanuel Mouton, director general de Synox.
Existe la obligación de especializarse. A menudo se utiliza la expresión ” gemelo digital “, pero cuando hablamos de transformación digital, hay que tener en cuenta un gran número de elementos diferentes, como la representación de los equipos, el modelado de la estructura, los algoritmos de análisis de datos, la activación de simulaciones, etc. Muchos actores intervienen en el BIM (Building Information Modeling), pero ¿qué pasa con el tiempo real? Esto está ligado a cada profesión, y tienes que ser capaz de adaptarte.
” Realmente necesitamos aportar una visión transversal y global gracias a las competencias de cada uno.”
¿Con quién podemos trabajar en esta tecnología?
Jérôme Fenwick, Director Técnico de Synox.
Synox lleva varios años preparando el terreno. Tenemos dos enfoques: el gemelo digital en el verdadero sentido de la palabra, con BIM, el BOS, para el que ya estamos trabajando con socios expertos en la materia. Y también estamos trabajando en la integración de datos con un socio especializado en este campo. Por el momento, este tipo de proyecto se dirige a empresas como complejos de edificios, que tienen muchos sistemas automatizados y elevados costes de funcionamiento y requisitos de servicio.
” De momento no existe un kit de inicio para el gemelo digital, pero ya somos capaces de modelar un edificio en un plano 3D interactivo. Con un “BOS” para posicionar (es decir, sensores y actuadores), un repositorio de gestión de activos más preciso y análisis y visualización de datos en nuestra plataforma SoData#Viz. “
Emmanuel Mouton, director general de Synox.
Para la parte de simulación (algorítmica: con modelos matemáticos) trabajamos con especialistas en datos e inteligencia artificial. El siguiente paso es ser capaz de desencadenar una simulación a partir de un objeto e interpretar los datos de este escenario de simulación.
” ¡Ya estamos allí! Con el seguimiento de personas en túneles para la SNCF, que ponemos en marcha en 2020, gracias a la modelización de estaciones. Para nosotros, la innovación nunca está realmente acabada, y estamos muy implicados en nuestros POC actuales sobre planos interactivos en 3D. “
¿Es posible modelar una ciudad entera?
Emmanuel Mouton, director general de Synox.
Respondimos a una convocatoria nacional de proyectos para el territorio de la innovación con la metrópoli.
Pudimos modelar la ciudad en un mapa (desde las tuberías hasta los buzones).
Después, es la integración de sensores lo que permite convertirlo en un gemelo digital (con un mapa de calor, el parque de objetos conectados, etc.).
” Esto se conoce como CIM (City Information Modeling).”
El caso de uso más común en la Ciudad Inteligente está relacionado con el transporte. Con el cambio modal, queremos dimensionar los carriles bici y tomar las decisiones adecuadas para reducir el impacto en las carreteras, los semáforos y el consiguiente tráfico y contaminación.
¿Transferencia modal?
Un “cambio modal” significa :
cambiar de un modo de transporte a otro.
Éste es el principio de la “movilidad”.
Jérôme Fenwick, Director Técnico de Synox.
Si tuviera que concluir con una cuestión clave a tener en cuenta, sería la ciberseguridad. Será importante, pero complejo, simular ataques o comportamientos humanos. Se trata de la calidad de la simulación para garantizar la eficacia de los escenarios de predicción. Con nuestros sensores (que son objetos físicos), necesitamos poder simular la anticipación de las mediciones de los sensores. El gemelo digital nos permitirá mejorar todos los modelos matemáticos de simulación.