Durant els últims dies s'ha abordat en profunditat el concepte de bessons digitals (digital twins, en anglès) i crec que val la pena aturar-se un moment per saber de què estem parlant i analitzar els seus beneficis i aplicacions. A continuació, un 'kit' bàsic sobre un concepte cada vegada més utilitzat.
Què són els bessons digitals?
Un bessó digital és una representació digital d'un objecte, procés o servei físic: des d'un motor de reacció, a parcs eòlics, edificis o ciutats senceres. Aquestes rèpliques virtuals són emprades per fer simulacions abans que es creïn i implementin canvis en els objectes reals, per tal de recopilar dades per predir com funcionaran, definir estratègies o modelitzar respostes. En moltes ocasions, els objectes físics estan dotats amb molts sensors encarregats de recopilar dades sobre el seu estat en temps real, les condicions de treball o la seva posició. Totes aquestes dades han de ser analitzades i processades per recrear el model digital.
Què es necessita per un bessó digital?
Per crear un bessó digital cal recopilar moltes dades, tant de l'objecte com del que està al seu voltant. Amb aquesta informació es poden crear models computacionals que representen els comportaments o estats de l'objecte físic. Aquestes dades poden ser relatives al cicle de vida d'un producte, les seves especificacions de disseny, els seus processos de producció, informació d'enginyeria o de producció (incloent-hi materials, peces, mètodes i control de qualitat). Un bessó digital pot ser tan complex o tan simple com es necessiti. La quantitat de dades que reculli determinarà també amb quina precisió el model digital simula la versió física.
Un bessó digital es pot utilitzar per estalviar temps i diners sempre que sigui necessari provar un producte o procés
Per a què es fan servir?
Un cop s'han recopilat totes les dades, els bessons digitals es fan servir per crear models analítics amb els quals predir els efectes i comportaments d'aquest objecte davant d'uns possibles canvis i, per tant, poder decidir estratègies, polítiques o gestions amb antelació amb el consegüent estalvi de costos, guany de productivitat, d’eficiència i eficàcia en la gestió. Aquestes simulacions estan generades tenint en compte qüestions com enginyeria, física, química, estadística, aprenentatge automàtic, intel·ligència artificial, lògica empresarial o objectius. Aquests models es poden mostrar a través de representacions en 3D i modelatge de realitat augmentada per ajudar a la comprensió humana de les troballes. N’hi ha diferents tipologies, els de processos, els de sistemes o els agregats de tots ells, dependrà en cada cas dels objectius i de la finalitat d'aquest.
Quins beneficis tenen?
El bessó digital crea un model de simulació que es pot actualitzar juntament amb el model físic i real o en lloc d'aquest. Això permet a les empreses avaluar un cicle de desenvolupament completament informatitzat, des del disseny fins a la implementació i fins i tot el desmantellament. En imitar els actius físics, els marcs i les operacions per produir dades contínues, un bessó digital permet a la indústria anticipar el temps d'inactivitat, reaccionar a les circumstàncies canviants, provar les millores del disseny i molt més. O en el cas d’una ciutat predir diferents circumstàncies, i modelitzar respostes o estratègies.
Un bessó digital es pot utilitzar per estalviar temps i diners sempre que sigui necessari provar un producte o procés, ja sigui en el disseny, implementació, monitoratge o millora. Evidentment, aquests beneficis del bessó digital depenen molt de cada cas, però en les grans infraestructures permet fer un seguiment i anàlisi dels productes existents. En fer-ho, es pot reduir el seu manteniment i els costos associats, a més de preveure possibles fallades i avançar-s'hi.
On s’apliquen majoritàriament?
1. Aplicacions en el sector energètic
Els digital twins poden simular la gestió dels recursos energètics de forma eficient, a més de planificar possibles escenaris. Permeten modelar el rendiment d'una planta energètica en temps real, per exemple.
Una aplicació interessant és en la gestió de l'aigua. La Universitat Tècnica (TU) de Berlín està fent servir aquesta tecnologia per estudiar una estació de bombament d'aigua. El projecte es va iniciar amb la realització d'un escàner i la incorporació de totes les dades de l'estació al programari per crear un model 3D.
Amb la creació d'aquest model es pot dur a terme una anàlisi que ha tingut la seva aplicació i el seu benefici. S'han aconseguit optimitzar gran quantitat de processos com els relacionats amb els motors i el voltatge, permet als operaris detectar i eliminar fallades recurrents o detectar obstruccions i establir el millor moment per efectuar operacions de neteja.
No són pocs els exemples de bessons digitals utilitzats en el sector logístic. La seva aplicació permet optimitzar processos al magatzem i reduir costos operatius
2. Aplicacions en el sector salut
Els bessons digitals poden aplicar-se en el pronòstic de productes i equips, comparar els registres dels pacients per trobar patrons, fins i tot contribuir a reduir el risc en diferents procediments sanitaris i quirúrgics.
Per exemple, es pot clonar digitalment un hospital, els administradors de l'hospital, els metges i les infermeres poden obtenir informació valuosa en temps real sobre la salut i els fluxos de treball dels pacients.
3. Aplicacions en logística
Les aplicacions en aquest sector són molt àmplies. No són pocs els exemples de bessons digitals utilitzats en el sector logístic. La seva aplicació permet optimitzar processos al magatzem, reduir costos operatius, limitar al màxim els errors i afavorir una planificació logística eficient. Les rèpliques digitals poden servir per: comprovar l'estabilitat de l'estructura del magatzem o estudiar el seu comportament en contextos de sismes o altres fenòmens meteorològics.
Valorar l'eficiència dels processos logístics i la introducció de canvis en la planificació logística destinats a incrementar la productivitat de la instal·lació. Facilitar una implantació més àgil i eficient del sistema de gestió de magatzems o el disseny de rutes més eficients...
4. Aplicacions en el sector industrial
Es pot agilitar la cadena de producció de qualsevol producte, optimitzant tots els processos per evitar errors i reduint els temps de fabricació i els costos.
Gràcies a un bessó digital podem, per exemple, dissenyar un motor d'un vehicle, motors de reacció o turbines i provar-los de manera digital abans de crear-los físicament. A més, es pot fer servir aquesta tecnologia perquè els tècnics puguin provar possibles reparacions, predir temps de manteniment o predir el funcionament de peces. No només podem simular un determinat producte, també podem simular tot el procés de fabricació. Això permetrà l'estalvi de costos, l'optimització de processos i detectar possibles fallades que sorgissin durant aquesta fabricació.
5. Aplicacions a les ciutats
Algunes ciutats intel·ligents ja fan servir la tecnologia digital twins. Entre les seves aplicacions destaquen el control del trànsit, la planificació urbana i la planificació i el control de les torres de xarxes mòbils i les plaques solars.
És el cas del Departament de Transport dels Àngels que ha creat un digital twin basant-se en les dades de transport de la ciutat. De moment s'utilitza per gestionar les xarxes de bicicletes o xarxes elèctriques. Però, en el futur, s'utilitzarà per gestionar els viatges compartits o els drons taxi. O el cas de Barcelona que està construint el seu bessó digital amb el BSC.
Algunes ciutats intel·ligents ja fan servir la tecnologia 'digital twins' i poden controlar el trànsit i la planificació urbana
Aquestes són només algunes de les aplicacions dels digital twins. Les capacitats i les possibilitats d'aquesta tecnologia són enormes en qualsevol mena de sector. Crec que val la pena apostar-hi a casa nostra en tots els sectors i gaudir dels beneficis que hem descrit en aquest article, amb l’impacte que pot suposar en la nostra competitivitat.