¿Qué son los gemelos digitales y cómo pueden mejorar tu productividad?

Comencemos por la definición de gemelo digital. En pocas palabras, un gemelo digital es una representación virtual de un sistema, servicio, espacio u objeto físico. Es una copia hecha a partir de código y generada por datos de orígenes reales, por lo que se actualiza y modifica como lo haría la versión original.

La tecnología de gemelos digitales puede acelerar la innovación, mejorar la eficiencia y respaldar una toma de decisiones más inteligente. Esto tiene un valor incalculable si tu objetivo es hacer crecer tu empresa, ahorrar costes e incluso alcanzar objetivos de sostenibilidad.

A continuación, analizaremos la definición de forma más detallada, incluidos los diferentes tipos de gemelos digitales, los sectores que los utilizan y por qué se espera que el mercado de los gemelos digitales tenga un valor de 110 100 millones de USD para 2028.

¿Qué es la tecnología de gemelos digitales?

Basándose en el poder de la realidad virtual, la realidad mixta y otras tecnologías emergentes, los gemelos digitales ayudan a las empresas a crear productos, aumentar rápidamente la capacidad, entrenar a los empleados y reunir a los equipos. Ofrecen una visión virtual del futuro, lo que permite observar resultados antes de que se haya destinado tiempo, dinero y recursos para convertirlos en una realidad física.

Los gemelos digitales son más que una visualización 3D de algo real. Estos se basan en sensores colocados en áreas clave de funcionalidad de los espacios y objetos físicos que replican. De esta forma, ofrecen lecturas de datos en tiempo real para reflejar lo que ocurre en sus equivalentes físicos.

Con los datos que recibe, la tecnología de gemelos digitales puede crear simulaciones, analizar el rendimiento y proponer mejoras.

La tecnología que se esconde detrás es extensa. Los gemelos digitales se basan en las siguientes tecnologías:

• La realidad mixta: una combinación de la realidad virtual y la realidad aumentada.
• El aprendizaje automático: una rama de la inteligencia artificial que utiliza datos y algoritmos para imitar el aprendizaje humano.
• La IA generativa: analiza los datos rápidamente para proporcionar información, hacer predicciones y sugerir enfoques alternativos.
• El internet de las cosas: una red de dispositivos físicos con sensores y software que permite compartir datos sin necesidad de intervención humana.
• La computación en la nube: servicios de computación a petición a los que se accede en internet.

¿Para qué se usa el software de los gemelos digitales?

El software de los gemelos digitales presenta una amplia variedad de casos de uso en muchos sectores diferentes:

• Automoción: ayudan a los fabricantes a desarrollar y probar vehículos, e incluso a prever tareas de mantenimiento para ahorrar costes. La tecnología generó 2170 millones de USD en 2022 y se espera que genere 34 580 millones de USD para 2032.¹
• Construcción: los contratistas utilizan gemelos digitales para planificar edificios, optimizar diseños y recrear flujos de trabajo para identificar peligros y minimizar los riesgos en materia de seguridad. Se espera que el mercado internacional de gemelos digitales en los sectores de la construcción, la ingeniería y la arquitectura tenga una tasa de crecimiento anual compuesto del 36,9 % entre 2023 y 2028.² Descubre cómo la realidad virtual está remodelando el sector de la construcción.
• Energía: los datos de consumo de los contadores de energía se envían a los gemelos digitales para ayudar a los proveedores a administrar mejor la demanda. Las empresas pueden usar la tecnología de gemelos digitales para prever picos y prepararse en consecuencia. Se espera que el mercado de gemelos digitales del sector industrial tenga una tasa de crecimiento anual compuesto del 32,5 % entre 2022 y 2027.³
• Asistencia sanitaria: una gran variedad de gemelos digitales se usan en el sector sanitario, desde la réplica de pacientes y órganos hasta la de hospitales y equipos, e incluso de medicamentos para hacer pruebas. La tecnología generó 1600 millones de USD en 2023, una cifra que se espera que aumente hasta 21 100 millones de USD para 2028.⁴
• Fabricación: este sector está a la cabeza de la implementación de gemelos digitales. De acuerdo con el Manufacturing Leadership Council, el 58 % de los fabricantes ya usa gemelos digitales. Como el sector está repleto de empresas pioneras, la tasa de crecimiento anual compuesto es relativamente baja, del 16,5 % entre 2021 y 2030.⁵
• Aviación: los gemelos digitales están innovando en las experiencias en aeropuertos como nunca antes. Por ejemplo, al mapear en 3D todas sus instalaciones, el equipo del Aeropuerto Internacional de Vancouver es capaz de identificar puntos de congestión, decidir dónde enviar más asistencia en los mostradores de facturación o los controles de seguridad, y predecir comportamientos durante operaciones irregulares.

Tipos de gemelos digitales

La tecnología de gemelos digitales suele clasificarse en cuatro tipos:

Gemelos digitales de componentes

El gemelo digital más pequeño posible. Los gemelos de componentes replican una única parte de un producto o activo. A veces, se desglosan en “partes gemelas” aún más pequeñas. Proporcionan información sobre cómo interactúan las partes con el conjunto. Los estudios sobre gemelos digitales de componentes combinados te ofrecen un análisis completo del rendimiento previsto y de dónde pueden encontrarse los puntos débiles.

Gemelos digitales de productos

También conocidos como gemelos de activos, los gemelos de productos reúnen dos o más gemelos de componentes para ayudarte a saber cómo interactúan entre sí, lo que te proporciona nueva información.

Gemelos digitales de sistemas

El resultado de combinar dos o más gemelos de productos. Al estudiar la relación que existe entre los productos o activos, puedes empezar a comprender los sistemas de trabajo completos (por ejemplo, el sistema de combustible de una aeronave) y a realizar optimizaciones más fundamentadas.

Gemelos digitales de procesos

El máximo nivel de gemelos digitales. Los gemelos de procesos reúnen dos o más sistemas para recrear líneas de producción o almacenes enteros. Las réplicas a gran escala influyen al más alto nivel en las decisiones relativas al máximo impacto empresarial.

Gemelos digitales frente a simulaciones

A priori, los gemelos digitales y las simulaciones parecen muy similares. Las diferencias residen en los datos.

Modelos estáticos frente a modelos en evolución

Una simulación es un modelo virtual 2D o 3D creado con un diseño asistido por ordenador. Los diseñadores replican partes o una parte específica de un objeto o proceso para probar su rendimiento. Si las empresas quieren hacer cambios en una simulación, deben hacerlo de forma manual, ya sea al inicio del proceso o más tarde.

Los gemelos digitales, al contrario, evolucionan con el tiempo. Replican lo que sucede en la actualidad con sus equivalentes físicos usando datos en tiempo real. Mediante el aprendizaje automático, los modelos se “optimizan a sí mismos” para que sus equivalentes físicos funcionen mejor. Luego, el gemelo digital consolidado genera nuevos datos para ayudar a las empresas a supervisar el rendimiento durante un periodo de tiempo más largo.

Comentarios reales frente a comentarios teóricos

Las simulaciones están diseñadas para ofrecer la máxima precisión. Es posible que repliquen un proceso químico mientras usan una temperatura establecida, o una línea de producción con cintas transportadoras programadas a una velocidad fija. Ambos casos podrían generar una simulación poco precisa en comparación con el rendimiento en el mundo real.

Por el contrario, los gemelos digitales utilizan datos en tiempo real para replicar lo que sucede con un espacio u objeto físico. Esto ofrece a las empresas una visión completa de cómo funcionan sus sistemas y, en última instancia, les permite tomar decisiones más fundamentadas.

Gemelos virtuales frente a gemelos digitales

La realidad mixta permite a las empresas utilizar gemelos digitales en una tercera dimensión. Sin embargo, los gemelos virtuales y digitales no necesariamente son lo mismo.

Para que un gemelo sea virtual, tiene que ser inmersivo; es decir, que el entorno se pueda experimentar en la realidad virtual, independientemente de que sea un modelo estático o en evolución.

Para que un gemelo sea digital, el modelo debe evolucionar con datos en tiempo real. Este podría presentarse tanto virtualmente como en pantallas convencionales en 2D. La tecnología de gemelos digitales no suele centrarse en ofrecer una experiencia inmersiva al usuario. Está impulsada por datos, lo que permite a las organizaciones interactuar con réplicas digitales para analizar, predecir y obtener información.

¿Cuáles son las ventajas de los gemelos digitales?

A continuación, indicamos algunos de los motivos por los que las organizaciones podrían querer plantearse invertir en la tecnología de gemelos digitales:

• Mayor eficiencia: la tecnología de gemelos digitales simplifica los datos y los procesos complejos para ayudar a los responsables de la toma de decisiones a identificar cuellos de botella y desarrollar soluciones. Cuantos más orígenes de datos tengan las empresas en su gemelo digital, más procesos podrán perfeccionarse.
• Sostenibilidad: los gemelos digitales pueden administrar y minimizar las emisiones, así como hacer un seguimiento de ellas, e identificar oportunidades de optimización y ahorro de energía. En el estudio de Capgemini se observó que el 57 % de las organizaciones piensa que la tecnología de gemelos digitales es esencial a la hora de mejorar las iniciativas de sostenibilidad.
• Mejor colaboración entre equipos: los sistemas en el lugar de trabajo suelen administrarlos equipos aislados. Al definir su papel en procesos completos, las empresas pueden identificar áreas para reunir a los equipos. Ya sea evitando que el trabajo se duplique o complementando un sistema con otro, los gemelos digitales ayudan a los equipos de operaciones a sacar el máximo partido a sus recursos.
• Formación sin riesgos: los gemelos digitales se utilizan para formar a los trabajadores mediante situaciones simuladas. Los empleados pueden obtener experiencia práctica en diferentes situaciones y con diferente maquinaria sin poner en riesgo su seguridad. Si la maquinaria o el proceso cambian, el gemelo digital puede modificarse para reflejar dichos cambios.
• Procesos mejorados: los datos en tiempo real permiten a las empresas optimizar los procesos que hay detrás de sus productos y servicios. GE prevé que los gemelos digitales de parques eólicos aumenten la producción de energía hasta un 20 %.⁶
• Mejores productos: las empresas que ya usan gemelos digitales informan de una mejora en la calidad de los productos de hasta el 25 %.⁷ Dado que están impulsadas por datos, las réplicas virtuales permiten a los ingenieros y diseñadores tomar decisiones más fundamentadas durante la fase de diseño.
• Mayor satisfacción de los clientes: mediante los gemelos digitales, las empresas pueden llevar a cabo un mantenimiento predictivo para minimizar las alteraciones en sus productos y servicios. También pueden recopilar datos en tiempo real sobre el comportamiento de los clientes para hacer un seguimiento del uso de los productos y ofrecer reparaciones y un servicio de atención al cliente más eficaces.
• Comercialización más rápida: los gemelos digitales aceleran hasta un 50 % el tiempo que tarda un producto en introducirse en el mercado.⁸ Los tiempos de producción son más rápidos gracias a que las empresas dependen menos de prototipos físicos y del tiempo y los recursos necesarios para crearlos.
• Evaluación de riesgos más temprana: los gemelos digitales permiten a las empresas realizar pruebas para detectar posibles riesgos durante las fases tempranas de un proceso, tanto si se trata de identificar lagunas en una cadena de suministro antes de un periodo de alta demanda, como de detectar puntos débiles en el diseño de un edificio antes de ponerse manos a la obra.
• Ahorro de costes: a pesar del gasto inicial, los gemelos digitales han demostrado ahorrar dinero a las empresas en un corto periodo de tiempo. En 2018, General Electric compartió que la tecnología había permitido ahorrar a sus clientes 1050 millones de USD.⁹

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¹ “Digital Twins in Automotive Market to Reach $34.58 Billion, Globally, by 2032 at 32.6% CAGR: Allied Market Research” (Los gemelos digitales alcanzarán un valor de 34 580 millones de USD en el mercado de la automoción para 2032 con una tasa de crecimiento anual compuesto del 32,6 %), Allied Market Research, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.prnewswire.com/news-releases/digital-twins-in-automotive-market-to-reach-34-58-billion-globally-by-2032-at-32-6-cagr-allied-market-research-301897785.html.
² “Digital Twin in Construction, Engineering, & Architecture Market” (Los gemelos digitales en los mercados de la construcción, la ingeniería y la arquitectura), Global Market Estimates, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.globalmarketestimates.com/market-report/digital-twin-in-construction-engineering-architecture-market-4145.
³ “Metaverse/Digital Twin in Energy Industry Market” (El metaverso y los gemelos digitales en el mercado del sector energético), Global Market Estimates, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.globalmarketestimates.com/market-report/metaverse-digital-twin-in-energy-industry-market-3750.
⁴ “Digital Twins in Healthcare Market Size, Share & Trends by Component (Software, Services), Application (Personalized Medicine, Drug Discovery, Medical Education, Workflow Optimization), End User (Providers, Research & Academia, Payers), and Region – Global Forecast to 2028” (El volumen, las cuotas y las tendencias de los gemelos digitales en el mercado de la asistencia sanitaria por componente [software, servicios], aplicación [medicina personalizada, descubrimiento de medicamentos, educación médica, optimización de flujos de trabajo], usuario final [proveedores, investigadores y académicos, pagadores] y región [previsión global hasta 2028], Markets and Markets, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twins-in-healthcare-market-74014375.html.
⁵ “Digital Manufacturing Market Size, Share, Competitive Landscape and Trend Analysis Report by Component, Technology and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2021-2030” (Informe de análisis de tendencias, el panorama competitivo, las cuotas y el volumen del mercado de la industria digital por componente, tecnología y aplicación: previsión del sector y análisis de oportunidades globales entre 2021 y 2030), Allied Market Research, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.alliedmarketresearch.com/digital-manufacturing-market-A11759.
⁶ “GE Launches the Next Evolution of Wind Energy Making Renewables More Efficient, Economic: the Digital Wind Farm” (El lanzamiento de GE de la próxima evolución de la energía eólica, que hará que las energías renovables sean más eficaces y económicas: el parque eólico digital), GE, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.ge.com/news/press-releases/ge-launches-next-evolution-wind-energy-making-renewables-more-efficient-economic.
⁷ “Digital twins: The key to smart product development” (Los gemelos digitales: la clave para el desarrollo de productos inteligente), McKinsey & Company, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development.
⁸ “GE Launches the Next Evolution of Wind Energy Making Renewables More Efficient, Economic: the Digital Wind Farm” (El lanzamiento de GE de la próxima evolución de la energía eólica, que hará que las energías renovables sean más eficaces y económicas: el parque eólico digital), GE, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.ge.com/news/press-releases/ge-launches-next-evolution-wind-energy-making-renewables-more-efficient-economic.
⁹ “Digital twins: The key to smart product development” (Los gemelos digitales: la clave para el desarrollo de productos inteligente), McKinsey & Company, consultado el 30 de mayo de 2024, https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development.