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GEMELOS DIGITALES

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Luis Polo

Más de 24 años de experiencia en calidad, seguridad alimentaria, bienestar animal, laboratorio, certificaciones de sistemas y producto, acreditación de laboratorio.

22 febrero, 2024

Introducción

Entre la tecnología y la industria, un fenómeno está transformando la forma en que concebimos y operamos en el mundo físico: los gemelos digitales. Imaginemos una versión virtual idéntica de un objeto o sistema físico, constantemente sincronizada con su contraparte en el mundo real. Esta representación digital precisa no solo permite la observación, sino también la interacción bidireccional, dando lugar a una revolución en la toma de decisiones y la eficiencia operativa.

En la era de la transformación digital, los gemelos digitales se han posicionado como una piedra angular para la innovación en diversas industrias. Desde la fabricación hasta la gestión de la cadena de suministro, su utilidad se extiende como un hilo conductor, tejiendo la complejidad del mundo físico con la simplicidad del virtual.

En este blog, exploramos las aplicaciones y el potencial futuro de los gemelos digitales, centrándonos en su papel  en la industria en general y, más específicamente, en  la industria alimentaria.

Concepto de Gemelos Digitales

Un gemelo digital es una representación digital exacta de un objeto físico o sistema. Es más que una simple simulación; es un reflejo dinámico que evoluciona en tiempo real junto con su contraparte física. Piensa en ello como un hermano virtual que comparte no solo la apariencia, sino también la funcionalidad de su gemelo físico.

La esencia de un gemelo digital radica en su capacidad para sincronizarse constantemente con el objeto o sistema que representa. Esto se logra mediante la recopilación y el intercambio de datos en tiempo real. Sensores, IoT (Internet de las cosas) y otras tecnologías de monitoreo alimentan continuamente el gemelo digital con información precisa, permitiendo una toma de decisiones informada y una respuesta ágil a los cambios en el entorno físico.

La interacción bidireccional es la clave de los gemelos digitales. No solo observan y reflejan, sino que también influyen y optimizan. Los datos recopilados en el gemelo digital pueden usarse para escenarios simulares, probar hipótesis y optimizar operaciones en el mundo físico.

Origen de los gemelos digitales

La historia de los gemelos digitales se remonta a las primeras incursiones en la simulación con ordenadores alrededor de 1950. Sin embargo, fue en las últimas dos décadas cuando esta tecnología comenzó a florecer. En sus inicios, los modelos digitales eran estáticos y simples, limitados por la capacidad de procesamiento de la época.

Un hito clave fue la convergencia de la informática y la conectividad en red. A medida que los ordenadores se volvieron más potentes e internet se volvió omnipresente, la idea de gemelos digitales avanzados comenzó a tomar forma. La capacidad de recopilar datos en tiempo real con sensores distribuidos en planta, permitió una sincronización más precisa y una representación más fiel del mundo físico.

El desarrollo de tecnologías como la realidad aumentada (RA) y la realidad virtual (RV) también influyó en la evolución de los gemelos digitales. Estas tecnologías proporcionaron nuevas formas de visualizar e interactuar con los gemelos digitales, llevando la experiencia más allá de las interfaces tradicionales.

Hoy en día, los gemelos digitales han alcanzado una sofisticación sin precedentes, impulsados por avances en inteligencia artificial, aprendizaje automático y capacidades de procesamiento en la nube. Están en el corazón de la cuarta revolución industrial, desempeñando un papel vital en la transformación digital de la industria.

Utilidad en la industria en general

Los gemelos digitales no son simplemente una novedad tecnológica; son herramientas poderosas que han demostrado tener un impacto significativo en diversas industrias.

Tiene utilidad en la fabricación y el diseño de productos.

La capacidad de simular y optimizar procesos de fabricación antes de la producción física ha llevado a una reducción de costos y tiempos de desarrollo.

En el ámbito de la toma de decisiones, los gemelos digitales proporcionan una visión nueva, para que los empresarios pueden simular diferentes escenarios y evaluar el impacto de diversas decisiones antes de implementarlas en el mundo real. Esto no solo mejora la eficiencia operativa, sino que también reduce el riesgo asociado con la toma de decisiones estratégicas.

La optimización de la cadena de suministro es otro campo donde los gemelos digitales han entrado con fuerza. La capacidad de monitorear en tiempo real cada eslabón de la cadena, desde la producción hasta la entrega, permite una gestión más eficiente y una respuesta rápida a cualquier cambio en las condiciones del mercado.

Empresas líderes ya han adoptado los gemelos digitales para mejorar la calidad de los productos y servicios. Ante similares condiciones del mundo real, los gemelos digitales garantizan que los productos cumplirán con los estándares más exigentes antes de llegar al consumidor final.

Utilidad en la industria alimentaria

Los “Gemelos digitales” son una de las herramientas de esta “industria 4.0”, que consiste como hemos mencionado en una representación digital “viva” (en movimiento), de los equipos, máquinas, personas, procesos de un entorno productivo.

Esto tiene múltiples aplicaciones. Aunque la principal sería la de poder disponer de un “modelo digital” de nuestro negocio, y hacer cambios en los procesos de “manera digital” y anticiparnos a problemas, planificar tareas de mantenimiento, probar nuevos escenarios más eficientes, etc..

La industria alimentaria, con su complejidad logística y requisitos estrictos de seguridad y calidad, ha encontrado en los gemelos digitales una herramienta muy interesante. Desde la granja hasta la mesa, los gemelos digitales están optimizando cada etapa de la cadena alimentaria.

Diseño de nuevas instalaciones

Como responsables de calidad y seguridad alimentaria hay una utilidad que sería de gran ayuda que sería en el inicio de una actividad empresarial alimentaria o en la reingeniería de una sala productiva, en la cual vamos a cambiar líneas, procesos, etc…

Los responsables de calidad y seguridad alimentaria estamos acostumbrados a que nos presenten los planos por los departamentos de Ingeniería, producción o Dirección de la empresa en ocasiones sin contar con nuestra opinión o criterio de calidad o seguridad alimentaria, lo que lleva a veces a que se “inauguren” instalaciones mal acabadas, con flujos incorrectos, etc.. y como sabemos “corregir” algo ya implantado es más difícil que haber participado inicialmente en el proyecto aportando nuestro “granito de arena”.

Pues con esta herramienta de “gemelos digitales”, podemos “visualizar” en una pantalla en movimiento (en lugar de en nuestra cabeza viendo un plano en 2D con líneas de colores, donde a veces se nos olvida como entrará o saldrá aquella materia prima, persona, envase….), los flujos, las operaciones, el funcionamiento de la maquinaria, etc..

Mejora de la cadena de suministro

La gestión eficiente de la cadena de suministro es esencial para garantizar la disponibilidad y frescura de los alimentos. Los gemelos digitales permiten un monitoreo en tiempo real de cada eslabón de la cadena, desde la producción agrícola hasta el transporte y la distribución. Esto no solo mejora la visibilidad, sino que también facilita la anticipación y resolución proactiva de posibles problemas, como interrupciones en la cadena de frío.

Monitoreo en tiempo real de la producción

En las instalaciones de producción alimentaria, la precisión y la consistencia son cruciales. Los gemelos digitales permiten supervisar en tiempo real cada aspecto del proceso de producción. Desde la temperatura de cocción hasta la eficiencia de las líneas de envasado, estos gemelos proporcionan datos detallados que permiten ajustes instantáneos para garantizar la calidad y la eficiencia.

Reducciones en los desperdicios, aumento de la eficiencia energética y cumplimiento consistente de estándares de calidad son  algunos de los beneficios palpables.

En el futuro su integración con la inteligencia artificial (IA), puede potenciar la capacidad predictiva de los gemelos digitales, permitiendo a la empresa anticiparse en la toma de decisiones y ser más efectivos y productivos.

La integración de los gemelos digitales puede ser compleja y la falta de estándares universales puede ser un desafío para los departamentos de informáticos de nuestras empresas en cuanto a integración entre plataformas y dispositivos.

Los costes de implementación puede ser prohibitivos para algunas empresas, especialmente las más pequeñas.

La implantación de esta tecnología repercutirá en el empleo, ya que supondrá por un lado reducción de empleo, al automatizar procesos, pero requerirá de puestos más especializados, como ingenieros industriales, que se encarguen de su diseño, implantación y mantenimiento.

Este blog es continuación de la serie de publicaciones de novedades, tendencias en la industria alimentaria ya publicados que tienes disponibles en estos links:

IRISTRACE es un software que te va a permitir llevar los controles de los procesos en la industria alimentaria y el control de los posibles riesgos   y justificar dichos registros totalmente de forma digital, sin el uso de papeles, ni retrabajos que no aportan valor al departamento de calidad y supone un tiempo perdido que se puede dedicar a otras tareas del departamento.

Luis Polo Cózar

Consultor, formador y mentor/coach en industria alimentaria.

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