Habrás escuchado en los últimos años el término “Gemelos Digitales” o “Digital Twins”. Este concepto nace en 2002 de la mano del Dr. Michael Grieves como parte de su programa de investigación en la Universidad de Michigan, en el que quería recrear modelos muy detallados de objetos y procesos complejos del mundo real en entornos virtuales. Aunque es ahora cuando el despliegue de capacidades de Gemelos Digitales se ha acelerado debido a las nuevas tecnologías como las arquitecturas Cloud o sensores y dispositivos inteligentes (IoT), que permiten a los modelos de simulación contar con datos precisos en tiempo real.
En torno a esta idea, el Gemelo Digital consiste en crear una réplica virtual de un producto, proceso o servicio utilizando datos reales, y simular su comportamiento ante diferentes cambios o estímulos, permitiendo analizar su rendimiento y resultados para mejorar su eficacia. Se apoya en la ciencia de datos, y aplica técnicas de analítica avanzada, Machine Learning, IA, algoritmos de optimización, gestión de constraints y los últimos métodos de previsión de demanda, para convertirlo en una herramienta muy potente. De esta manera se puede comparar lo ocurrido en un determinado escenario con las predicciones, y analizar las desviaciones, actualizando y mejorando los modelos a lo largo del tiempo.
Según la consultora Gartner, en 2021 la mitad de las grandes empresas industriales utilizará Gemelos Digitales, lo que se traducirá en una mejora de eficiencia del 10%. La compañía Boston Consulting afirma que las empresas que lo han implementado han logrado tener a través de una mejor planificación de recursos, reducciones sostenibles de inventario de hasta un 5%. Y CapGemini expone en un reciente estudio que las cadenas de suministro que contaban con esta tecnología han mostrado una mayor resiliencia ante la pandemia.
Se espera que el mercado para los Gemelos Digitales crezca más del 38% cada año, según una reciente investigación de MarketsandMarkets.
Tipos de Gemelos Digitales
Se podría decir que hay dos tipos diferentes de Gemelos Digitales, los modelos que simulan diferentes escenarios sobre un producto y objeto físico, y los modelos que replican procesos complejos.
Por ejemplo, si estuvieramos hablando de una empresa manufacturera podríamos simular cómo un producto físico respondería a ciertas condiciones ambientales cambiantes o a patrones de uso, viendo el desgaste, el comportamiento de los materiales bajo condiciones extremas o cómo podría romperse el artículo en un escenario de uso real. Y por otro lado se podría simular el proceso de producción, qué maquinaria utilizar, cómo construir el producto, con qué procesos y en qué orden, etc. Aunque como veremos más adelante, este Gemelo Digital puede extenderse a lo largo de toda la cadena de suministro, con simulaciones por ejemplo en los procesos logísticos.
Empresas como nuestro partner tecnológico Delmia Quintiq adoptan un enfoque único creando un flujo de integración de ambos gemelos, aunando las capacidades de simulación en una única plataforma para que su uso y optimización generen un mayor valor.
Usos del Gemelo Digital
Como explicábamos en el punto anterior, uno de los usos más comunes de los Gemelos Digitales es en la industria manufacturera. Se puede decir que la simulación es la esencia de lo que llamamos Manufactura Digital. Gracias a los Gemelos Digitales, es posible diseñar y fabricar un producto en el mundo virtual, y ponerlo a “trabajar” para ver cómo desempeña sus funciones. Se pueden simular años de uso y funcionamiento en horas o días, probar el mantenimiento y las reparaciones para ver su efecto, y determinar costes operativos, etc. De esta manera la planificación y gestión de las operaciones es más precisa y eficiente, asegurando que se cumplen plazos y el nivel de servicio esperado por los clientes. Esta tecnología se ha convertido en la piedra angular por ejemplo de la industria automovilística, aportando un gran valor a compañías internacionales como Honda, Tesla o Kreisel Electric.
Podemos ver la implantación de Gemelos Digitales a lo largo de toda la cadena de suministro, desde la fábrica hasta la tienda. En el punto de venta, por ejemplo, esta tecnología permite un intercambio de información sobre el consumidor en tiempo real desde la tienda y el entorno virtual para su análisis. De esta manera se puede sugerir una disposición más eficiente de los productos o empleados para optimizar las ventas.
En sanidad, los investigadores cardiovasculares están creando Gemelos Digitales muy precisos del corazón humano para diagnósticos clínicos, y educación médica. Y en el sector energético, se capturan y analizan cantidades masivas de datos en los pozos petroleros, que se usan para elaborar modelos digitales que guían las actividades de perforación en tiempo real.
Gemelos Digitales en la cadena de suministro
Como explican nuestros amigos de Supply Nexus en uno de sus últimos documentos publicados, se pueden utilizar Gemelos Digitales para replicar toda una cadena de suministro o una parte de esta que se alimente en tiempo real con los datos transaccionales del negocio en producción.
Además, al Gemelo Digital se le pueden aplicar capacidades de Machine Learning e Inteligencia Artificial, técnicas de analítica avanzada, algoritmos de optimización, gestión de constraints y los últimos métodos de previsión de demanda, para convertirlo en una herramienta muy potente en la gestión de Supply Chain.
En el siguiente cuadro se pueden ver distintos puntos en los que aplicar esta tecnología en la Cadena de Suministro:
En la Cadena de Suministro esta tecnología se puede aplicar en todas las áreas. En Supply Nexus destacan algunos ejemplos:
- Planificación: El Gemelo Digital permite planificar escenarios, de forma que el negocio pueda tomar decisiones en base a criterios comerciales en lugar de resolver los problemas a medida que se detectan. Por ejemplo, balanceando el nivel de servicio con las necesidades de inventario y los costes.
- Gestión de almacenes: Se pueden simular cambios en la demanda, modificaciones en el layout, o incluso simular la robotización de un almacén tradicional. El sistema podría proporcionar información de la disponibilidad de cada producto, hacer predicciones y tomar decisiones de forma autónoma sobre el stock o las entregas.
- Replanificación de la red logística: Permite simular cambios de escenario, por ejemplo, en caso de querer preparar e-commerce en tiendas físicas, se podría simular qué centros son los óptimos a utilizar teniendo en cuenta numerosas de variables: situación geográfica, número de clientes, ventas online esperadas, integración con la red de transporte, número de empleados, climatología, etc. Otra actividad que se puede realizar es la monitorización de los envíos para comprender y gestionar mejor los activos físicos de los que se dispone.
- Optimización de la red de transporte: Se pueden realizar simulaciones de las distintas rutas de transporte, planificaciones del personal o de las flotas, emisiones contaminantes, etc.
- Incidencias en la Cadena de Suministro: Por una parte, permite simular diferentes escenarios que supongan una interrupción en la Cadena de Suministro. De esta manera podremos ver el efecto que puede tener una pandemia como el COVID-19 en nuestra Cadena de Suministro o qué problemas puede suponer el temporal Filomena, permitiendo elaborar planes de contingencia ante estas situaciones. Por otra parte, una vez que se ha producido la disrupción, se pueden simular diferentes escenarios de recuperación de forma que podamos volver a la operatividad normal en el menor tiempo posible.
Se puede simular las prestaciones de la Cadena de Suministro identificando los puntos volátiles y las incertidumbres existentes, así como los puntos de optimización.
Decisiones o análisis que antes requerían días o semanas de trabajo ahora pueden realizarse en un momento, o incluso de forma automática y en tiempo real.
Conclusión
El Gemelo Digital es un entorno virtual réplica exacta de uno real, que obtiene e integra datos en tiempo real a través de los sensores instalados en las máquinas o de tecnología Big Data. Además, analiza datos y obtiene conclusiones utilizando AI y ML, y soluciona incidencias, propone optimizaciones y predice operaciones.
El modelo Gemelo Digital ofrece capacidades sin igual para rastrear, monitorizar y diagnosticar activos. Está cambiando las Cadenas de Suministro, aportando una amplia gama de opciones para facilitar los entornos colaborativos y la toma de decisiones basada en datos, simplificando los procesos empresariales y creando nuevos modelos de negocio. Es una herramienta que ayuda a mejorar nuestra Cadena de Suministro haciéndola mucho más resiliente.
El futuro de los Gemelos Digitales está enfocado en mejorar en las áreas de precisión y facilidad del uso de datos/accesibilidad. Cuanto más real y precisa sea la simulación, mejor serán los resultados.
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