El gemelo digital o también Digital Twin es la clave para una mayor eficiencia en la intralogística. Se usa para simular, probar y optimizar sosteniblemente instalaciones y procesos antes del funcionamiento real. ¡Conozca las ventajas y las aplicaciones del gemelo digital!
¿Qué es un gemelo digital?
El gemelo digital también podría llamarse «el otro yo». En muchas empresas ya es conocido, en algunas está en funcionamiento, pero en otras todavía es un punto ciego. ¿Cuál es su verdadera función? Veamos su definición:
El gemelo digital es la réplica de un sistema o un proceso en un espacio virtual. Se compone de datos técnicos y algoritmos. Si un sistema ya existe en la realidad, el gemelo digital se alimenta con los datos o procesos reales. Los procesos y sistemas se pueden simular, probar y optimizar antes de su realización, pero también durante su funcionamiento. El gemelo digital es el enlace entre el mundo digital y el real.
¿Qué tipos de gemelos digitales existen?
Se diferencian 4 tipos de gemelos digitales;
- Gemelo de componentes o gemelo de una pieza:
Es el gemelo de un componente individual del sistema que desempeña una función clave e influye directamente en el rendimiento, por ejemplo, el gemelo digital de válvulas o sensores. - Gemelo de activos:
Combinación de dos o varios componentes que trabajan en conjunto como activo y advierten sobre potenciales de mejora, como el gemelo digital de un motor. - Gemelo de sistemas o unidades:
Representación de diferentes recursos empleados en un sistema interconectado. El gemelo proporciona información sobre la interacción de las instalaciones y las posibles mejoras de rendimiento, por ejemplo, en la producción total. - Gemelo de procesos:
Refleja el trabajo en equipo de los sistemas con el fin de crear una planta de producción completa. El gemelo determina si los procesos trabajan con la máxima eficiencia.
Estructura y funcionamiento de los gemelos digitales
Hemos aclarado las definiciones del gemelo digital, pero ¿cómo funciona realmente? Ingrese ahora al mundo virtual del gemelo digital:
La simulación y el gemelo digital
Um dem Begriff „Zwilling“ gerecht zu werden, muss das Modell die Realität möglichst genau abbilden. Darüber hinaus muss es mit aktuellen Prozessdaten versorgt werden. Hier liegt der wesentliche Unterschied zu einer typischen Planungssimulation.
Liegen noch keine entsprechenden Daten aus der Planung vor, werden nur Annahmen getroffen. Der Detaillierungsgrad ist beim digitalen Zwilling weitaus höher. Zudem empfängt und verarbeitet der digitale Zwilling nicht nur die Daten, sondern gibt diese in einer ständigen Feedback-Schleife an die reale Anlage zurück. Eine gewöhnliche Simulation ist dazu nicht in der Lage.
Aplicaciones exitosas en la logística
Las posibilidades de aplicación del gemelo digital en la intralogística son diversas. Los campos de aplicación posibles son:
1) Fase de planificación y realización de una instalación o almacén
La planificación de una nueva instalación o la reestructuración de una instalación existente es un campo de aplicación eficaz del gemelo digital. Este proyecto siempre implica considerables inversiones.
Por eso, es importante que la instalación tenga la magnitud adecuada y un alto grado de eficiencia. El gemelo digital permite optimizar el layout de la instalación y la configuración de los sistemas de almacenamiento y de puesta a disposición. Un gemelo digital ofrece las siguientes posibilidades:
Aclaración de preguntas
Aplicación del gemelo digital
KNAPP implementa gemelos digitales para la planificación de una nueva instalación logística desde 2021. En las instalaciones nuevas o ampliaciones con nuestro sistema de transporte Streamline y puestos de trabajo Pick-it-Easy se realizan de antemano la simulación, la prueba y la optimización.
El alto grado de automatización y la creciente variedad de productos de nuestros clientes exigen sistemas de almacenamiento cada vez más complejos. El gemelo digital nos respalda en la simulación y optimización de procesos y estrategias de almacén incluyendo el sistema de control, antes de la instalación del almacén.
2) Puesta en marcha virtual y solución de problemas
La puesta en marcha es un paso importante en la planificación de una instalación nueva, pero también en la ampliación de un almacén existente. Esto implica el cumplimiento de las medidas de productividad y seguridad y la reducción del coste de tiempo en la planta. La puesta en marcha virtual permite probar y optimizar los sistemas antes de ser construidos o instalados.
De este modo, se puede aumentar la eficiencia y reducir los costes. Este proceso se realiza sencillamente con ayuda del gemelo digital. Los datos de la instalación (si ya existe) se complementan con los datos de la instalación que se planifica instalar. Esto permite evaluar el rendimiento del sistema y optimizarlo antes de la puesta en marcha.
Igualmente, el gemelo digital puede usarse en el área de servicio de posventa en caso de que se presenten problemas. La búsqueda y la solución de errores son procedimientos sencillos.
El gemelo digital respalda a KNAPP en la simulación y la optimización de las instalaciones:
El tiempo de puesta en marcha y los costes por errores se reducen en la obra y las exigencias específicas del cliente se ponen a prueba ya en la fase de planificación. Un extraordinario valor añadido también para nuestros clientes. Con el gemelo digital obtenemos el máximo rendimiento del almacén durante el proceso global.
3) Funcionamiento operativo y planificación empresarial
Un gemelo digital desarrollado para el funcionamiento operativo o para las decisiones de planificación, puede usarse de diferentes maneras. Por ejemplo:
4) Control en tiempo real con IA
El control de una empresa en tiempo real es una de las metas de un gemelo digital a largo plazo. En este caso, la inteligencia artificial puede servir de ayuda para la toma de decisiones. El modelo de simulación del gemelo digital entrena un algoritmo de IA y deduce decisiones inteligentes adecuadas al sistema. El bucle de retroalimentación constante entre el gemelo digital y el algoritmo de IA es la base de la optimización del funcionamiento total.
El gemelo digital con su inteligencia artificial se emplea frecuentemente en la planificación de rutas y la asignación de tareas para los robots móviles autónomos. El objetivo es minimizar los recorridos de transporte y, al mismo tiempo, evitar conflictos con otros vehículos de transporte industrial.
En KNAPP, implementamos el Digital Twin para nuestro software de gestión de flota KiSoft FCS. Este software permite simular y probar no solo instalaciones nuevas de sistemas de transporte autoguiados (p. ej. nuestros Open Shuttle), sino también modificaciones en almacenes y procesos existentes.
5) Entrenamiento de personal
La formación es un campo de aplicación adicional del gemelo digital. Con ayuda de la realidad aumentada o la realidad virtual (AR/VR) en la implementación del gemelo digital, los empleados pueden sumergirse en un entorno virtual. Usted podrá asumir el rol de un preparador, aprender y practicar actividades futuras, sin poner en peligro el sistema real.
Digital Twin: ventajas de la aplicación en la logística
El gemelo digital puede implementarse en muchas áreas. Pero ¿por qué muchas empresas lo señalan como la herramienta ideal para aumentar la calidad? Las ventajas más importantes:
En la intralogística, el gemelo digital es la tecnología clave para la planificación y la puesta en marcha de nuevos sistemas y para la optimización permanente de procesos. Permite a las empresas dominar los retos del sector logístico tales como procesos flexibles de producción, presión de tiempo y constantes cambios del mercado. Son la fuerza motriz de la Industria 4.0 y los precursores de la producción del futuro.
Resumen: ¿Cuándo tiene sentido el Digital Twin?
¿Cuándo es rentable el uso del gemelo digital? Los escenarios apropiados presentan grados de complejidad con exigencias que solo un gemelo digital puede satisfacer. Es necesario medir, recopilar y evaluar continuamente grandes cantidades de datos que el gemelo digital debe procesar. Si usted modifica o desea rediseñar un proceso logístico, siempre se recomienda usar el gemelo digital.
Las soluciones podrán evaluarse objetivamente y los recursos necesarios, como la cantidad de robots móviles autónomos o el rendimiento óptimo de un almacén, podrán determinarse con facilidad. Su aplicación se recomienda para procesos logísticos existentes con variables inestables que interactúan entre sí o para procesos que han sido adaptados. Para el uso eficaz del gemelo digital siempre es esencial la disponibilidad de datos de entrada correctos y precisos. Si estos no están disponibles, su uso no tiene sentido.
Perspectivas: El gemelo digital y la IA como ventaja competitiva decisiva
Las expectativas para el futuro del empleo de gemelos digitales en la logística son enormes. La inteligencia artificial y la capacidad predictiva resultante impulsan el crecimiento de los Digital Twins.
Es evidente que existe una relación recíproca entre estos dos temas. El bucle de retroalimentación constante les sirve de entrenamiento mutuo, procesan inmensas cantidades de datos y aumentan la capacidad de rendimiento del aprendizaje automático. El Digital Twin y la IA serán en el futuro una ventaja competitiva decisiva para la optimización de redes logísticas.
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