En la actualidad estamos inmersos en una transición energética que va a cambiar el modelo de funcionamiento de empresas, organismos, ciudades y de la sociedad en general.
Sin embargo en nuestro país todavía queda mucho por hacer en materia de eficiencia energética en casi todos los sectores, y muy especialmente en el sector industrial. En este ámbito es donde la tecnología y la innovación se convierten en elementos clave y transformador haciendo posible la digitalización y automatización de los procesos productivos.
Una de las tecnologías habilitadoras más importante, a la vez que prometedora, para la Industria 4.0 es la del Gemelo Digital (Digital Twin) que ha sido calificada por Gartner como una de las tendencias estratégicas más importantes en el pasado año 2019.
Los Gemelos Digitales son representaciones digitales “vivas” de dispositivos y procesos que componen una factoría, conectadas con el sistema real al que representan. Este emparejamiento se establece a través de un canal bidireccional entre lo real y lo virtual que permite el aprendizaje y adaptación del modelo a medida que evoluciona la Planta.
Un Gemelo Digital proporciona un excelente entorno de desarrollo y pruebas en el que poder implementar diferentes técnicas de análisis y control pudiendo validar su funcionamiento antes de implementarlas sobre el proceso real, todo sin perturbar la producción diaria. Asimismo el modelo puede utilizarse como apoyo al entrenamiento de operadores, además de para la detección de anomalías (parada de un equipo por mantenimiento o avería) e incluso para el estudio de técnicas predictivas y prescriptivas aplicando modelos de inferencia y optimización matemática.
En la Industria, la Inteligencia Artificial se centra en ayudar a monitorear, optimizar y controlar el comportamiento de sus operaciones y sistemas para mejorar su eficiencia energética y rendimiento. Con la ayuda del Gemelo Digital, es posible realizar simulaciones de modos de fallo para mantenimiento predictivo, creación de nuevas políticas de operación, experimentaciones en planta con menor riesgo o la automatización y control de procesos industriales.
A modo de ejemplo, dentro del Proyecto PRODUCTIO, GMV ha desarrollado un modelo dinámico basado en ecuaciones rigurosas de una Planta Termosolar española que emplea tecnología de receptor de torre con el almacenamiento térmico en sales fundidas. Gracias a la capacidad de almacenamiento de dicha instalación, una fuente limpia como la energía solar se puede convertir en gestionable, al ser capaz de suministrar a la red en función de la demanda.
En una primera etapa dicho modelo no está físicamente conectado a dicha Planta industrial utilizándose, tan solo, para la generación de datos sintéticos. Con ayuda de los mismos se están poniendo a punto diferentes tecnologías de analítica predictiva que podrán servir de apoyo a Operación con el objetivo de mejorar la eficiencia energética y optimización de la instalación.
Por otro lado hay que tener claro que para crear Gemelos Digitales deben combinarse conocimiento de la materia, modelos y sobrecarga computacional y asegurar una capacidad total de mantenimiento a lo largo de todo el ciclo de vida de su gemelo físico. También para asegurar su mantenibilidad, debe disponerse de un modelo que pueda ser utilizado, calibrado y validado con respecto al comportamiento observado y de ahí la importancia de Internet de las Cosas (IoT) para alcanzar el objetivo final.
