El concepto de gemelos digitales, o digital twin, se acuñó originalmente en la industria aeroespacial. Fue elaborado por primera vez en 2002 por Michael Grieves como columna vertebral del software PLM (gestión del ciclo de vida del producto). Desde entonces, el paradigma se ha extendido más allá del PLM para alcanzar la nueva frontera del metaverso.
McKinsey, en un estudio en profundidad realizado en 2022, hace explícito este vínculo al definir a los gemelos digitales como “una representación virtual de un activo físico, una persona o un proceso”. Su uso, según la empresa, puede reducir el tiempo necesario para implementar nuevas capacidades basadas en IA hasta en un 60%, así como las inversiones en Capex y los gastos de Opex hasta en un 15%. Pero, ¿en qué se diferencia el metaverso, término que se ha puesto de moda, de la idea más arraigada del gemelo digital?
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Gemelo digital y metaverso, ¿cuál es la diferencia?
“Los gemelos digitales son una parte fundamental del metaverso”, explica Davide Conti, Technical Sales Support Manager de Siemens Digital Industries Italia, recordando que “las empresas lo utilizan desde hace tiempo para diseñar de forma más rápida, eficaz y sostenible. El metaverso combina diferentes tecnologías -los gemelos digitales, la realidad virtual, la realidad aumentada, los gráficos acelerados– para introducir un mayor realismo en estos modelos. Todo ello se traduce en una mayor inmersión”.
El metaverso y los gemelos digitales comparten esta concepción, que se refiere a la sensación de estar “inmerso” en un escenario real, pero difieren en cuanto a la accesibilidad. “El software para desarrollar gemelos digitales requiere habilidades específicas para poder interactuar. En cambio, cuando hablamos del metaverso, las personas se enfrentan a un entorno que ya conocen. Por lo tanto, simplemente tienen que interactuar como lo harían en el entorno real”, añade Conti.
Para aclarar aún más el papel que asumen los gemelos digitales en la Empresa Digital y Sostenible, la empresa que se transforma a través de las nuevas tecnologías, se pueden citar algunos casos en los que Siemens ya está sobre el terreno, empezando por la Digital Native Factory de Nanjing, al este de China.
Para planificar y simular la construcción de una fábrica de 70.000 metros cuadrados, Siemens combinó datos relevantes sobre la planta, las líneas de producción, el rendimiento y la eficiencia energética antes de poner el primer ladrillo. Y no sólo eso. Hoy, el gemelo digital sigue utilizándose en Nanjing para optimizar los ciclos de producción y las actividades de mantenimiento.
Ejemplos de gemelos digitales
La Fábrica Digital de Nanjing no es el único ejemplo en el que Siemens ha implantado gemelos digitales. Existen numerosas experiencias en este sentido. Por citar algunas especialmente emblemáticas, la start-up italiana Nemo’s Garden, especializada en el cultivo submarino de plantas, pudo beneficiarse de un gemelo digital proporcionado a través de la cartera Xcelerator.
Luca Gamberini, cofundador de Nemo’s Garden, destacó cómo esta tecnología ayudó a acelerar y ampliar las fases de prueba de la startup sin necesidad de construir una versión física de los prototipos: “Hemos visto beneficios en la comprensión del flujo de agua alrededor de las formas de nuestras biosferas. Comprendemos mejor los puntos de tensión en la estructura alrededor de las biosferas. También comprendemos cómo afectan a las plantas las distintas interacciones de la radiación solar, la temperatura y todos los factores físicos. Todo gracias a la capacidad del gemelo digital de reproducir nuestro sistema”.
Otra colaboración en la que Siemens ha asociado a una empresa con un gemelo digital es la llevada a cabo con Saipem. Esta empresa es conocida en todo el mundo por el diseño, la construcción y la gestión de infraestructuras y plantas complejas. Desarrolla su actividad en más de 70 países y cuenta con una flota de buques perforadores, semisumergibles y autopropulsados.
Gracias a la solución Comos de Siemens, ha digitalizado su flota y ahora dispone de una visualización en 3D de la flota que proporciona gráficos realistas y acceso directo a toda la información relativa al estado actual de los buques.
De este modo, es posible inspeccionar virtualmente todas las instalaciones en tiempo real, lo que supone ventajas para el departamento de Operaciones y Activos tanto desde el punto de vista del mantenimiento como de la formación inmersiva del personal técnico.
Los gemelos digitales contribuyen a la sostenibilidad
Si el papel que desempeña el gemelo digital en la digitalización de los activos y procesos físicos se entiende fácilmente, su contribución en el aspecto de la sostenibilidad no lo es menos. “Pongamos por caso un OEM, Original Equipment Manufacturer, que tiene que suministrar una máquina de embalaje a un cliente final”, ejemplifica Davide Conti, “¿cuántas reuniones o viajes serán necesarios para asegurarse de que lo que se diseña se corresponde exactamente con lo que se utilizará en la realidad?
Un modelo virtual en el que se puede colaborar e interactuar directamente, incluso a distancia, lo hace todo más fácil y eficaz. A su vez, el OEM puede utilizar este entorno virtual para crear prototipos de nuevas soluciones sin malgastar recursos en la producción de prototipos reales.
Menos energía, menos consumibles y menos materias primas, por lo tanto, pero también menos riesgos para el personal a la hora de probar los prototipos. Y la posibilidad de realizar pruebas más exhaustivas, incluso en situaciones difíciles de probar en la vida real, lo que se traduce en un producto de mayor calidad. Los gemelos digitales también responde a las normas de producción contemporáneas, cada vez menos orientadas a la adquisición de grandes volúmenes de productos idénticos y cada vez más a la personalización.
Un enfoque que, según Conti, “requiere fábricas muy diferentes y más flexibles, equipadas con robots dotados de capacidades habilitadas por la inteligencia artificial que incluyan, por ejemplo, la capacidad de reconocer y agarrar objetos. Pero si estos objetos aún no existen en el mundo real, ¿cómo es posible entrenar a la IA que tendrá que reconocerlos y manipularlos?”. La respuesta está en el metaverso y su realismo fotográfico, que garantiza esa fidelidad a un mundo físico, aunque sea hipotético, como en el caso de un objeto que aún no se ha creado.
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