Un gemelo digital (Digital Twin) es una réplica virtual de un objeto o sistema que nos permite simular, predecir y optimizar su rendimiento en tiempo real. Abarca el ciclo de vida del objeto y utiliza la simulación, el machine learning y el razonamiento para ayudar a tomar decisiones. Los gemelos digitales son un medio muy potente para reproducir un modelo virtualmente y tienen gran impacto en la transformación digital.
CONTENIDOS
¿Cómo funciona un gemelo digital?
Aplicaciones de los gemelos digitales en la industria española
Ejemplos de uso de los gemelos digitales en distintos sectores
La idea de usar un gemelo digital como medio para estudiar un objeto físico fue idea de la NASA, quien resultó pionera en el uso de la tecnología de gemelos digitales durante sus misiones de exploración espacial en la década de 1960, cuando cada nave espacial en viaje se replicaba exactamente en una versión terrestre que el personal de la NASA, que formaba parte de las tripulaciones de vuelo, utilizaba con fines de estudio y simulación.
Hoy en día, la tecnología de los gemelos digitales se considera una pieza fundamental de la Industria 4.0, que aprovecha tecnologías como la Inteligencia Artificial (IA), el Internet de las Cosas (IoT) y el análisis de datos, para predecir comportamientos, realizar pruebas virtuales y optimizar operaciones sin tener que alterar un entorno físico. En esencia, el gemelo digital actúa como un espejo digital del mundo real, ofreciendo una visibilidad y un control sin precedentes en los procesos industriales y comerciales.
Los gemelos digitales ofrecen a las empresas el poder experimentar con nuevos productos, procesos y estrategias antes de implementarlos, acelerando el ciclo de innovación. Al permitir la simulación y la optimización de procesos, los gemelos digitales ayudan a mejorar la eficiencia. Con un gemelo digital, las empresas pueden tener una visión más clara de sus operaciones y tomar decisiones más informadas basadas en datos en tiempo real. Al optimizar el uso de recursos y reducir el desperdicio, también contribuyen a objetivos de sostenibilidad, como la reducción de la huella de carbono y el consumo de energía.
¿Cómo funciona un gemelo digital?
Si el objeto estudiado fuera por ejemplo una turbina eólica, el gemelo digital está equipado con varios sensores relacionados con áreas vitales de funcionalidad. Los sensores producen datos sobre diferentes aspectos del rendimiento del objeto físico, como la producción de energía, la temperatura, las condiciones climáticas, etc.
El sistema de procesamiento recibe esta información y la aplica activamente a la copia digital. Tras recibir los datos pertinentes, el modelo digital puede utilizarse para realizar diversas simulaciones, analizar problemas de rendimiento y crear posibles mejoras. El objetivo último es obtener conocimientos valiosos que puedan utilizarse para mejorar la entidad física original.
Aplicaciones de los gemelos digitales en la industria española
En el contexto de la transformación digital de España, los gemelos digitales juegan un papel fundamental para mejorar la eficiencia, la competitividad y la innovación en sectores industriales clave. Este impacto se enmarca dentro de políticas y estrategias nacionales como la Agenda España Digital 2026 y el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, que buscan impulsar la digitalización y la sostenibilidad económica.
En esta era de la digitalización, los gemelos digitales se han convertido en una herramienta fundamental para la transformación tecnológica de diversos sectores industriales españoles. Están siendo aplicados especialmente en la industria 4.0 (o fabricación inteligente) y están dirigidos, principalmente, a mejorar la eficiencia y a reducir costos. Se utilizan en la monitorización remota de máquinas, en el mantenimiento predictivo y en la optimización de la producción.
Ejemplos de uso de los gemelos digitales en distintos sectores
Grandes sectores como la automoción, la fabricación y la energía están adoptando esta tecnología para mejorar la calidad y reducir el tiempo de inactividad. Así, por ejemplo, en la industria energética, se utilizan para monitorizar y optimizar el rendimiento de las plantas de energía, incluidas las renovables como la eólica y la solar. En este entorno, ayudan a predecir fallos y a gestionar mantenimientos predictivos, reduciendo costos y mejorando la fiabilidad del suministro energético.
En el sector del transporte y la logística, los gemelos digitales pueden modelar rutas de transporte y cadenas de suministro, identificando cuellos de botella y optimizando la logística mejorando la eficiencia y reduciendo el consumo de combustible. Por ejemplo, una empresa de logística puede utilizar los gemelos digitales para simular diferentes escenarios de distribución y luego elegir la opción que le resulte más eficiente.
En la construcción, se usan para diseñar y simular proyectos antes de su construcción. Esto ayuda a identificar posibles problemas de diseño y a optimizar el uso de recursos, reduciendo tanto el tiempo como los costes asociados a los proyectos de infraestructura.
En el ámbito de la fabricación, los gemelos digitales permiten a las empresas simular y optimizar líneas de producción, reduciendo tiempos de inactividad y mejorando su eficiencia.
Y también en el sector de la salud, se pueden crear gemelos digitales para simular ensayos clínicos y la personalización de tratamientos médicos.
Diferencias entre gemelos digitales y simulaciones
Aunque tanto las simulaciones como los gemelos digitales utilizan modelos digitales para replicar los diversos procesos de un sistema, un gemelo digital es en realidad un entorno virtual, lo que hace considerablemente más rico el estudio.
La diferencia entre un gemelo digital y una simulación es en gran medida una cuestión de escala, pues mientras que en una simulación generalmente se estudia un proceso en particular, el gemelo digital puede ejecutar cualquier número de simulaciones útiles para estudiar múltiples procesos.
Ahí no acaban las diferencias. Por ejemplo, las simulaciones no suelen beneficiarse de tener datos en tiempo real. Pero los gemelos digitales están diseñados en torno a un flujo de información bidireccional que se produce cuando los sensores de objetos proporcionan datos relevantes al procesador del sistema, y más tarde vuelve a ocurrir cuando los conocimientos creados por el procesador se comparten con el objeto de origen. Al contar con datos constantemente actualizados y relacionados con una amplia gama de áreas, combinados además con la potencia informática adicional que acompaña al entorno virtual, los gemelos digitales pueden estudiar las cuestiones desde muchos más puntos de vista que las simulaciones estándar, con un mayor potencial final para mejorar productos y procesos.
El futuro del gemelo digital
En la actualidad se está produciendo un cambio fundamental en los modelos operativos existentes. El futuro de los gemelos digitales es casi ilimitado porque cada vez se dedican más recursos a su uso. Así, los gemelos digitales aprenden constantemente nuevas habilidades y capacidades, lo que significa que podrán seguir generando los conocimientos necesarios para mejorar los productos y hacer que los procesos sean más eficientes. Todo esto les predice un futuro en el que su uso será generalizado a todo tipo de industrias.
