El gemelo digital o “digital twin” es la réplica virtual y dinámica de un sistema, producto o servicio real que, a través de la información obtenida de sensores o automatismos, modela su comportamiento. De esta forma, se posibilita su monitorización y análisis inteligente, así como la realización de simulaciones y experimentaciones sobre la réplica, sin riesgos ni costes, con el objetivo de mejorar el rendimiento y la eficacia del sistema real.
El paso del sistema real a la simulación virtual se puede dividir en tres fases. La primera fase es la “descripción”, es decir, la copia digital de los elementos físicos de la planta o instalación, reproduciendo su estado. Tras esto, se da pie a abordar la segunda fase de “predicción”, que permite prever problemas y aplicar técnicas de mantenimiento predictivo. Como objetivo último del gemelo virtual, la tercera fase o “simulación”, ofrece la posibilidad de comprobar la respuesta del sistema o el comportamiento del proceso ante cambios en sus condiciones, gracias a pruebas virtuales que no conllevan costes ni pérdidas de tiempo.
Así, el gemelo digital se erige como una tecnología transversal disruptiva y clave para la Industria 4.0, ya que según Gartner representa la cuarta tendencia tecnológica de 2019, prediciendo que para el año 2021, el 50% de las principales compañías industriales implementará el uso de los gemelos digitales, lo que proporcionará a estas empresas un incremento del 10% en su eficacia.
Tal como se señala en el informe Industry 4.0 and the digital twin de Deloitte Insights, los beneficios que reporta el gemelo digital incluyen la prevención de tiempos de inactividad y la previsión de problemas (reduciendo el margen de error y los fallos), la posibilidad de planificar y simular nuevos productos o procesos (prediciendo los resultados), la capacidad de personalizar la producción según los requerimientos del cliente y, finalmente, desarrollar nuevas oportunidades de negocio.
Si bien el concepto de gemelo digital no es novedoso, ya que su origen se remonta a los años 80, en las simulaciones sobre el comportamiento de naves de la NASA para asegurar la viabilidad de ciertas misiones, es en los últimos años cuando comienza a explorarse en profundidad. Esto tiene una estrecha vinculación con el panorama industrial actual y la cuarta revolución industrial, dada la capacidad que aportan los gemelos digitales de adelantarse a posibles problemas y experimentar con pruebas virtuales sin correr riesgos antes de lanzar nuevos productos o funcionalidades, en un ámbito que necesita constante adaptación en función de una demanda en permanente cambio.
Los avances actuales en Big Data, Cloud Computing o el Internet de las Cosas (IoT) y la creciente facilidad de acceso a estas tecnologías, así como la maduración de las herramientas de simulación y la potencia de procesamiento, juegan a favor de la expansión de los gemelos digitales en distintos sectores. No obstante, se siguen encontrando ciertos obstáculos para su despliegue, como la dificultad para digitalizar sistemas en algunas plantas, donde posiblemente sea complicado sensorizar todo o implantar redes de IoT; o incluso si se consigue, se pueden encontrar dificultades para gestionar esos datos en tiempo real, ya que las tecnologías de Big Data aún pueden presentar un coste elevado para algunas organizaciones. Además de todo esto, siempre existe una cierta resistencia al cambio respecto a la aplicación de la importante y compleja transformación en el medio-largo plazo que supone, por lo que las empresas pueden tomar la postura de no aceptar el riesgo, esperando que otras apuesten por proyectos de este tipo primero para comprobar los resultados obtenidos, esperando la llegada de casos de éxito que den el pistoletazo de salida a su adopción extendida. Gradualmente, muchas de las tareas que ahora se realizan en el mundo real se desplazarán al entorno virtual, donde la experimentación es más sencilla y conlleva menor coste temporal y económico.
En su rol de adopción de tecnologías disruptivas como Centro Tecnológico, CTIC ha realizado su apuesta por el “digital twin” desarrollando la primera fase de un gemelo digital del Espacio Demostrador ubicado en su sede. Se trata de una sala de laboratorio donde se presenta el funcionamiento y las posibilidades de las diferentes tecnologías que CTIC aborda, por medio de demostraciones de proyectos o pruebas de concepto desarrollados en el centro; incluyendo aplicaciones de Realidad Virtual y Realidad Aumentada, Visión Artificial y Blockchain, entre otras.
El desarrollo del gemelo del Demostrador comprende su digitalización completa y su reproducción fiel en un entorno de Realidad Virtual que permite “transportar” este espacio a cualquier lugar, de forma que ya no es necesario acudir a la sede en Gijón para poder visitarlo. Gracias a unas gafas de Realidad Virtual, es posible experimentar el Demostrador a escala real, explorando sus diferentes áreas y accediendo a las diferentes demos ubicadas en ellas.
Para el despliegue del resto de aplicaciones demostradoras de Realidad Virtual desarrolladas por CTIC, se aprovecha el hecho de que el usuario ya está equipado con las gafas y se permite su ejecución a través de un selector diseñado para tal fin, ubicado en el proyector principal de la sala. De esta manera, es la aplicación de Realidad Virtual del Demostrador digital la que, añadiendo una capa más de inmersión, lanza las otras demos de entornos virtuales, en lugar de lanzarse desde el escritorio del sistema operativo.
Por otro lado, la demostración de aplicaciones de Realidad Aumentada se aborda gracias a la digitalización de los elementos que activan el contenido aumentado en el entorno generado por ordenador. Al visualizarse estos en pantalla, un usuario externo (no equipado con las gafas de Realidad Virtual) puede utilizar el dispositivo móvil que disponga de la aplicación de Realidad Aumentada contra la proyección de la escena virtual para ejecutar la demo correspondiente, consiguiendo visualizar el contenido multimedia aumentado en el móvil sobre la capa de Realidad Virtual de la pantalla, en una novedosa combinación de tecnologías, gracias a la fiel reproducción de estos.
Irene Bouzón
