Gemelo digital: Tecnología clave para el éxito de Industria 4.0

Gemelo digital: Tecnología clave para el éxito de Industria 4.0

La visión de Industria 4.0 como un mundo digitalmente conectado se basa en productos inteligentes que se comunican uno con otro y con el mundo exterior a través de IIoT.

El concepto requiere un método estandarizado para describir estos componentes y cómo interactúan y se relacionan con los demás componentes o activos para conformar una máquina inteligente. Este modelo digital preciso se denomina gemelo digital.

El gemelo digital describe con precisión el activo de una manera estandarizada y estructurada. Cada activo necesita ‘conocer’ sus funciones y características específicas y cómo se adapta en su entorno, o sea su relación con otros activos inteligentes.

La importancia de la claridad de esta información se torna evidente cuando se observa el modelo RAMI 4.0 (Reference Architectural Model for Industrie 4.0) tridimensional y la relación entre los distintos elementos del ciclo de vida del producto, la inteligencia del activo y la jerarquía de control. El gemelo digital es una ‘etiqueta’ de producto digital estandarizada y legible por una máquina que hace posible un flujo continuo de información a través de este modelo tridimensional.

Un término de uso frecuente en relación al gemelo digital es ontología. Ha sido tomado de la filosofía y, en este contexto, se lo utiliza para describir de qué manera un activo inteligente se describe a sí mismo y tiene un sentido de ‘ser’, o sea qué es, qué hace, sus características físicas, etc. Tener esta información embebida en el producto o almacenada en la nube e intrínsecamente vinculada al producto, es clave en el gemelo digital. Es la base de los productos inteligentes que funcionan interrelacionados para crear máquinas inteligentes y, cuando se las combina, fábricas inteligentes.

 

Beneficios potenciales

Los beneficios potenciales de la tecnología de gemelo digital son enormes:

  • Reduce los tiempos de diseño y construcción de máquinas;
  • Optimiza el desempeño durante la vida operativa de la máquina;
  • Cumple un rol importate en el monitoreo de condiciones, mantenimiento predictivo y mantenimiento inteligente.
  • Permite mezclar datos de producto con información de aplicación para conseguir información basada en datos y, cada vez más, mediante inteligencia artificial, predecir el desempeño futuro.

Ya desde la etapa de diseño inicial se pueden lograr importantes ahorros. Por ejemplo, ingresando información del gemelo digital en un diseño inicial permite la construcción de un modelo CAD en 3D, que puede ser programado y proceder a la evaluación de la operación y desempeño de un sistema sin necesidad de cortar o ensamblar alguna parte metálica. La posibilidad de pasar información entre distintas funciones, tales como diseño mecánico, ingeniería eléctrica, control y software, elimina el reingreso innecesario de datos con cada función en base al modelo para construir su conjunto de datos.

 

Futuro desarrollo

Hay una intensa actividad dentro de asociaciones internacionales y entes de normalización para definir la estructura y el uso del gemelo digital. Por ejemplo, por más de 20 años, la organización eCl@ss e.V. ha estado trabajando en estándares de clasificación.

Se observa ahora una clara convergencia entre lo que originalmente era un estándar de referencia de datos transversal y la visión de Industria 4.0. Este estándar ofrece una estructura que ya ha sido adoptada por más de 4.000 usuarios para definir semánticamente productos y activos incluso complejos a fin de soportar otras herramientas legibles por máquina, tales como AutomationML (Automation Markup Language), PLC Open, ProStep, etc.

El estándar eCl@ss define la manera de describir productos en términos de ingeniería y producción, lo que se divide en dos partes: máquina y producto, logística de embalaje y transporte.

También tiene en cuenta la jerarquía de los activos para conformar una arquitectura de conocimiento de activos. 

Recientemente se anunció el establecimiento de ‘Industrial Digital Twin Association’. Al respecto, Frank Melzer, miembro directivo de Festo y jefe de National Platform Industrie 4.0, señaló que “a través de VDMA y ZVEI, hemos concebido una plataforma global neutral pero orientada a industria que incorpora la tecnología núcleo de Industria 4.0 como fuente abierta en todo el mundo.” Más de 20 empresas líderes en digitalización están trabajando conjuntamente en esta alianza para tener disponibilidad de datos en todos los ciclos de vida de un producto y ampliar las oportunidades de crear valor.

 

Preparado en base a una presentación de Steve Sands, de Festo GB.

Modificado por última vez en Jueves, 07 Enero 2021 16:09
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