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Los gemelos digitales pueden ayudar a los equipos a comprender visualmente sus instalaciones y las condiciones de las mismas, lo que les permite tag activos y segmentar las tuberías para tomar decisiones más inteligentes sobre las revisiones de las fábricas.

Gemelos digitales en la fabricación: Revolucionando el futuro de la producción

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En el cambiante panorama de la fabricación avanzada, la tecnología de gemelos digitales se ha convertido en una herramienta transformadora que está cambiando la forma en que las industrias diseñan, operan y optimizan los procesos de producción. A medida que las empresas afrontan los retos de la globalización, el aumento de las exigencias de los clientes y la creciente competencia, la integración de los gemelos digitales en sus operaciones se ha convertido en algo esencial para lograr la eficiencia, la sostenibilidad y la innovación.

Este blog se adentra en el profundo impacto de los gemelos digitales en la fabricación, explorando sus aplicaciones, beneficios y el futuro que prometen para la industria.

Los gemelos digitales pueden servir de puente entre el mundo físico y el digital.
Los gemelos digitales pueden servir de puente entre el mundo físico y el digital.

¿Qué es un gemelo digital en la fabricación?

Un gemelo digital es una réplica virtual de un activo, sistema o proceso físico. En la fabricación, los gemelos digitales sirven como modelos dinámicos en tiempo real que reflejan el comportamiento y el estado de los activos o procesos del mundo real. Estos modelos digitales se basan en tecnologías avanzadas como el Internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático. (IoT), la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML), que recopilan y analizan continuamente datos en tiempo real de sus homólogos físicos.

A diferencia de los modelos estáticos o las simulaciones tradicionales, los gemelos digitales son dinámicos y permiten a los fabricantes supervisar, predecir y optimizar sus operaciones con una precisión sin precedentes. Tienden un puente entre el mundo físico y el digital, ofreciendo información práctica que permite tomar decisiones con conocimiento de causa y obtener resultados transformadores.

Un área de aplicación precisa es el sector del escaneado láser y la captura de la realidad, donde las industrias, sobre todo las plantas e instalaciones de fabricación, confían en los datos de escaneado láser para crear gemelos digitales versátiles que visualicen los procesos y equipos clave de fabricación. 

Cómo optimizan la producción las tecnologías digitales gemelas

1. Supervisión en tiempo real y mantenimiento predictivo

Al aprovechar los sensores IoT integrados en los activos físicoslos gemelos digitales permiten recopilar datos en tiempo real sobre el rendimiento de la maquinaria, la temperatura, las vibraciones y otros parámetros clave. Estos datos permiten a los fabricantes anticiparse a los fallos de los equipos, programar el mantenimiento predictivo y reducir los tiempos de inactividad imprevistos.

Por ejemplo, un gemelo digital de un robot de fábrica puede analizar patrones de uso y predecir cuándo es probable que falle un componente, garantizando reparaciones a tiempo y operaciones ininterrumpidas.

2. Optimización del proceso

Los gemelos digitales proporcionan a los fabricantes un entorno virtual para simular y analizar diferentes escenarios de producción. Ajustando los parámetros del modelo digital, los fabricantes pueden identificar cuellos de botella, optimizar los flujos de trabajo y mejorar la eficiencia sin interrumpir el proceso de fabricación real.  

Simule el etiquetado de activos en un entorno virtual para comprender al instante las condiciones del emplazamiento.
Simule el etiquetado de activos en un entorno virtual para comprender al instante las condiciones del emplazamiento.

Esta optimización iterativa reduce los residuos, acelera los ciclos de producción y disminuye los costes operativos.

3. Mejorar la resistencia de la cadena de suministro

Las cadenas de suministro son fundamentales para el éxito de la fabricación, pero siguen siendo vulnerables a las interrupciones. Los gemelos digitales permiten a los fabricantes modelar sus redes de cadenas de suministro, simularposibles interrupciones y probar estrategias de mitigación. Al integrar datos en tiempo real de proveedores, logística y sistemas de inventario, los gemelos digitales ayudan a los fabricantes a mantener la agilidad y la continuidad de sus cadenas de suministro.

Aplicaciones clave de los gemelos digitales en la fabricación

1. Diseño y desarrollo de productos

Los gemelos digitales tienen un valor incalculable durante la fase de diseño del ciclo de vida de un producto. Los ingenieros pueden crear prototipos virtuales para probar distintos diseños, materiales y técnicas de fabricación antes de pasar a la producción física. Este enfoque reduce el tiempo de comercialización y mejora la calidad del producto al identificar posibles fallos en una fase temprana del proceso de desarrollo.

2. Optimización de fábricas inteligentes

Las instalaciones de fabricación avanzadas confían cada vez más en las tecnologías de gemelos digitales para alcanzar el estatus de "fábrica inteligente". Al integrar los gemelos digitales con IoT, IA y ML, los fabricantes pueden supervisar las líneas de producción en tiempo real, optimizar el uso de la energía y maximizar el rendimiento.  

Por ejemplo, un gemelo digital de todo un proceso de producción puede simular el impacto de ajustar la velocidad de las máquinas o cambiar los insumos de material, lo que permite tomar decisiones más rápidas y eficientes.

A veces, esto también se denomina transición a una fábrica virtual en la que los análisis y las operaciones pueden realizarse virtualmente en torno al espacio construido o instalado, devolviendo el poder a ingenieros, constructores, gestores y coordinadores sobre cómo aplicar o revisar nuevos diseños o actualizar equipos y maquinaria.

Los gemelos digitales pueden ayudar a los equipos a comprender visualmente sus instalaciones y las condiciones de las mismas, lo que les permite tag activos y segmentar las tuberías para tomar decisiones más inteligentes sobre las revisiones de las fábricas.
Los gemelos digitales pueden ayudar a los equipos a comprender visualmente sus instalaciones y las condiciones de las mismas, lo que les permite tag activos y segmentar las tuberías para tomar decisiones más inteligentes sobre las revisiones de las fábricas.

3. Formación y seguridad de los trabajadores

Los gemelos digitales crean entornos virtuales inmersivos que simulan las condiciones de fabricación del mundo real. Estas simulaciones se utilizan para formar a los trabajadores, enseñar protocolos de seguridad y probar escenarios de emergencia. Al proporcionar una plataforma de formación sin riesgos, los gemelos digitales mejoran la preparación de los trabajadores y reducen los accidentes laborales.

4. Sostenibilidad e impacto medioambiental

A medida que la sostenibilidad se convierte en una prioridad absoluta para los fabricantes, los gemelos digitales desempeñan un papel crucial en la minimización de residuos, la reducción del consumo de energía y la mejora de la eficiencia de los recursos. Permiten a los fabricantes hacer un seguimiento y optimizar el uso de la energía, evaluar el impacto medioambiental de los procesos de producción y diseñar productos respetuosos con el medio ambiente. Con la transición a entornos de gemelos digitales, también se reduce el impacto de los desplazamientos y los posibles riesgos para la seguridad de los trabajadores, reduciendo por completo las visitas en persona a las instalaciones. Conozca en cómo BP transformó sus instalaciones y programas de mantenimiento para optar por principios más sostenibles y seguros utilizando Cintoo.

BP elimina la necesidad de desplazarse en persona cuando puede medir y anotar tuberías y otros equipos para obtener resultados instantáneos.
BP elimina la necesidad de desplazarse en persona cuando puede medir y anotar tuberías y otros equipos para obtener resultados instantáneos.

El papel de la IA y el aprendizaje automático en los gemelos digitales

La inteligencia artificial y el aprendizaje automático son los motores de los gemelos digitales, ya que les permiten procesar grandes cantidades de datos en tiempo real y obtener información útil. Estas tecnologías permiten a los gemelos digitales:

Predecir resultados futuros: Mediante el análisis de datos históricos y en tiempo real, los gemelos digitales pueden predecir las tendencias de producción, los fallos de los equipos y las interrupciones de la cadena de suministro.  

Permitir la toma de decisiones autónoma: Los algoritmos de aprendizaje automático permiten a los gemelos digitales recomendar o ejecutar acciones sin intervención humana, como ajustar la configuración de la máquina para optimizar su rendimiento.  

Mejora continua: Los gemelos digitales aprenden de los nuevos datos, volviéndose más inteligentes y precisos con el tiempo. Esta auto-mejora garantiza que los fabricantes se mantengan a la vanguardia en un mercado en constante cambio.

Integrar a los gemelos digitales en el mundo real

Para que los fabricantes aprovechen todo el potencial de las aplicaciones de gemelos digitales, es esencial una integración perfecta con los sistemas y procesos existentes.

Para obtener todas las ventajas, los gemelos digitales deben integrarse perfectamente con los sistemas actuales. Deben reflejar las condiciones reales de los proyectos de construcción, renovación o mantenimiento. Esto permite a los equipos colaborar en cualquier momento y en cualquier lugar del mundo.

Cintoo le permite cargar datos de escaneado ilimitados para crear una experiencia de navegación y visualización sin fisuras. Con un motor basado en mallas, la capacidad de Cintoo para transmitir datos de escaneado 3D en mallas de alta calidad significa que no se compromete la precisión, lo que permite a sus equipos trabajar en un entorno que le permite construir un gemelo digital con programas autónomos.

Parte de la belleza reside en el tipo de aplicación basada en web y fácilmente configurable que es Cintoo. Cintoo funciona con cualquier dato de escaneado, incluidos los modelos 3D de los programas BIM/CAD , para que pueda medir y anotar a demanda, alinear modelos con las condiciones del mundo real y detectar desajustes o errores sin problemas.

Herramientas como Cintoo de Cintoo te permite alternar entre las vistas de las condiciones as-built por sí solas o con el equipo modelado en su lugar. La teletransportación, otra herramienta que te permite saltar a cualquier posición de los datos de escaneado, no supone ningún problema.

La herramienta de comparación de Cintoo en acción: comparación de las condiciones de construcción y modelización.
La herramienta de comparación de Cintoo en acción: comparación de las condiciones de construcción y modelización.

La clasificación de la IA es crucial para la fabricación de gemelos digitales. La IA integrada permite hacer más con los datos. Por ejemplo, clasificar equipos rápidamente en Cintoo, como equipos de seguridad y tuberías. Esto incluye segmentar tuberías enteras en un sitio.

Todo esto apunta a que los gemelos digitales en la fabricación resultan intrínsecamente útiles para simular condiciones del mundo reallo que significa que otras herramientas ayudan a extraer más potencia de los datos y colaborar a través de ellos.

Retos y oportunidades

Aunque los gemelos digitales ofrecen inmensas ventajas, su adopción no está exenta de dificultades. Los elevados costes de inversión inicial, la complejidad de la integración de datos y los problemas de ciberseguridad son obstáculos habituales. Sin embargo, las ventajas a largo plazo, como el aumento de la eficiencia, la reducción de costes y la mejora de la innovación, compensan estos retos.  

Los gemelos digitales marcan un cambio de paradigma en la fabricación. Ayudan a las empresas a pasar de decisiones reactivas a proactivas basadas en datos. Las réplicas virtuales de activos físicos permiten la supervisión en tiempo real. Los fabricantes pueden simular escenarios y tomar decisiones informadas. Esto optimiza la producción y refuerza la cadena de suministro.

En última instancia, los gemelos digitales permiten a los fabricantes tender puentes entre el mundo físico y el digital, garantizando que cada aspecto del proceso de producción sea lo más eficiente, fiable e innovador posible. Esta potente tecnología no es solo una herramienta de optimización, sino la piedra angular del futuro de la fabricación.

Para obtener más información, descargue nuestro completo libro electrónico sobre gemelos digitales en la fabricación.

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