Imagine que ha aceptado un pedido lucrativo, pero no programado, de un cliente principal sin tener en cuenta la escasez de materia prima de un proveedor fundamental. O no sabía que su gerente de producción no podría admitir el pedido en tan poco tiempo. Tal vez olvidó que su vehículo de entrega de respaldo no está disponible actualmente. Y qué pasa si no previó que una máquina tendría un inconveniente.

Imagine perder dinero, quedar mal y lo más importante: perder un cliente valioso.

Estos ejemplos no son raros, y existen empresas que han perdido millones de dólares en situaciones similares. Afortunadamente, ahora tenemos una solución que puede eliminar ese tipo de incidentes: los gemelos digitales del proceso.

¿Qué es un gemelo digital? El término (definido como una representación virtual de un producto físico) es conocido. Fue acuñado hace casi dos décadas y ha tenido diversos niveles de adopción, desde el monitoreo remoto de un activo en una planta de fabricación para analizar el uso o la eficiencia de la energía, hasta ayudar a los cirujanos a determinar el mejor procedimiento quirúrgico para un caso complejo y garantizar los mejores resultados. Sin embargo, ahora con los recientes avances en Internet de las cosas (IoT), el gemelo digital se ha convertido en un potencial revolucionario que cambia el juego. El mercado está listo para presenciar la adopción "física" a gran escala muy pronto. Mientras escribo esto, estoy trabajando en varios pilotos que ayudarán a los clientes a cumplir la promesa de esta tecnología.

Si bien el gemelo digital se ha adoptado para dispositivos o productos específicos, los beneficios reales se revelarán cuando podamos adaptarlo y organizarlo en todo el ciclo de vida de piezas físicas, productos, sistemas, empresas y procesos, por lo tanto, el gemelo digital del proceso. Aquí hay un ejemplo de cómo esto podría funcionar en una planta de fabricación:

  • Piezas: la adopción de un gemelo digital en partes individuales puede ayudar a mejorar el diseño y el mantenimiento predictivo de esas piezas

  • Productos: la adopción en varios productos puede mejorar la ingeniería, la utilización y el mantenimiento predictivo de estos productos

  • Sistemas: la aplicación en sistemas limitados puede crear ingeniería basada en modelos y ayudar a analizar y mejorar la utilización y el mantenimiento predictivo de un sistema contenido

  • Empresa: la ejecución en una empresa puede mejorar las operaciones y el soporte de administración; algunos lo llaman Industria 4.0

  • Procesos: la extensión a un proceso en sí mismo puede crear un ecosistema verdaderamente conectado y optimizar los resultados; bienvenido a Industria 5.0

Estamos creando un proceso piloto de gemelo digital para un cliente de fabricación que ayudará a brindar los resultados específicos que el cliente busca, sin generar ninguna pérdida de tiempo o dinero y garantizando la satisfacción del cliente. Proporciona al cliente un entorno simulado, que incluye todos los dispositivos, la infraestructura y las aplicaciones y los procesos, donde puede calibrar, recalibrar y modificar cualquiera de los elementos del proceso (como la disponibilidad o variabilidad de los componentes, el tiempo de actividad/inactividad de la máquina, la cantidad de personal requerido o la incertidumbre de transporte) para un resultado específico antes de entrar en la producción real.

imagen que representa la plataforma en la nube

Figura 1: El lado derecho del diagrama muestra todos los componentes que alimentan el gemelo digital del proceso, mientras que el lado izquierdo muestra cómo los diferentes procesos, habilitados a través de la nube, se conectan al ecosistema para cumplir con el gemelo digital del proceso.

El detrás de escena de los gemelos digitales del proceso

Con tanto potencial, ¿qué se necesita para construir un sistema así? El primer principio, que también es cierto para cualquier ecosistema de IoT, es el contexto. Por ejemplo, una empresa farmacéutica que garantice un aumento en la producción de píldoras durante una posible epidemia será muy diferente de un aumento en la producción de píldoras para el mantenimiento general de existencias. Un gemelo digital del proceso bien hecho considera tanto el aspecto del proceso/ingeniería como el contexto de la industria.

Arquitectura de diseño y componentes para un gemelo digital del proceso

Figura 2: Arquitectura de diseño y componentes para un gemelo digital del proceso

Para garantizar el éxito en un ecosistema de gemelos digitales del proceso, el sistema debe ser:

  • Modular: El ecosistema conectado implica varias funciones lógicas discretas. Estas funciones deben estar interconectadas a través de un conjunto de interfaces digitales bien definidas. Esto garantiza componentes modulares que pueden participar en más de un proceso para aumentar la productividad.

  • Conectado: Un requisito esencial del gemelo digital del proceso es la conectividad de las funciones lógicas y el ecosistema asociado a través de la IoT para obtener más control, automatización e información práctica. Un entorno conectado requiere comunicación bidireccional para poder adaptarse a las nuevas necesidades de la empresa conectada.

  • Autónomo: Para construir un sistema simple y escalable y lograr una funcionalidad compleja, todos los sistemas lógicos deberían funcionar de manera autónoma y colaborar con otros sistemas para crear más valor.

  • Abierto: Para realizar un ecosistema conectado interoperable, necesita formatos de datos abiertos y la capacidad de detectar puntos de datos. Los sistemas autónomos lógicos exponen aún más estos puntos de datos a través de una interfaz de usuario uniforme y permiten que otros sistemas recuperen datos y tomen medidas.

  • Contextual: La inteligencia artificial contextual permite la capacidad de extraer datos a través de la cadena de procesos y obtener información práctica dentro del contexto actual. Es esencial, ya que permite acciones de alto nivel para mejoras y resultados comerciales, que es la funcionalidad clave de un gemelo digital del proceso.

  • Seguro: La capacidad de asegurar sistemas conectados integrales es uno de los aspectos más importantes y fundamentales del ecosistema conectado. Diseñar para la seguridad es fundamental con los gemelos digitales de proceso; mantiene las acciones maliciosas bajo control mediante la detección y la negación potencial de tales acciones antes de que puedan realizarse.
gráfico de ejemplo de fábrica conectada

Figura 3: Un ejemplo de cómo una fábrica conectada puede informar al usuario, con el mayor grado de precisión, cuánto tiempo llevará procesar el pedido, en función de la información en tiempo real de los dispositivos

El proceso digital permite que la innovación de procesos empresariales y la innovación tecnológica unan fuerzas para crear un entorno hombre-máquina que pueda liberar un verdadero valor y proporcionar una transformación sin precedentes para su negocio. Entonces podrá avanzar con confianza: hacer crecer el negocio, mejorar la experiencia del cliente, mejorar la calidad del producto y aumentar la eficiencia de los costos.

 
Syam Madanapalli
 

Syam Madanapalli

Director de IoT en NTT DATA Services

Acerca del autor

Syam es un apasionado del potencial de la Internet de las cosas (IoT) y la inteligencia artificial para democratizar la inteligencia y hacer que todos sean más inteligentes y mejores. Gracias al trabajo con soluciones de IoT durante más de una década, Syam desarrolló la primera pila preparada para TCP/IPv6 con certificación de logotipo IPv6 del mundo y los protocolos de seguridad asociados, y más recientemente propuso el IEEE P1931.1 (el WG de Roof Computing), un nuevo estándar para la IoT. Syam ha ganado premios, ha sido coautor de diversos libros, ha escrito varios artículos sobre la IoT y es miembro de varias organizaciones indias e internacionales de IoT. Actualmente, dirige los Servicios de IoT para NTT DATA Services.