6 minutos de lectura 11 dic 2019
Línea de producción de automóviles soldando carrocerías de coches

¿Cómo las réplicas digitales dan a los fabricantes una ventaja en el mundo real?

6 minutos de lectura 11 dic 2019

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Estas réplicas virtuales de un producto físico, equipo, proceso o la cadena de suministros ayudan a monitorear, simular y optimizar el rendimiento.

Si están creando un nuevo neumático, probablemente moldearán un prototipo y lo probarán en la carretera, y luego lo actualizarán con versiones perfeccionadas y más controles de seguridad.

Si quieren aumentar la capacidad de producción, pueden confiar en sus instintos para tratar de predecir el impacto en sus líneas de ensamblaje y reaccionar a los cuellos de botella según sea necesario.

Y si les preocupa una disrupción en su cadena de suministros a causa de un desastre natural, pueden considerar las previsiones meteorológicas y otros datos relevantes para crear contingencias — y luego esperar lo mejor.

Pero en la Era de la Transformación, las empresas manufactureras — en particular las del sector automotriz — tienen otra opción más ágil, más rentable, más vanguardista y más basada en la realidad en tiempo real de cómo funciona su negocio. Se llama réplica digital (digital twin) — una réplica virtual de cualquier producto, equipo o activo físico, o de la cadena de suministros, que puede utilizar como campo de pruebas para supervisar, simular y optimizar la producción, la calidad y el rendimiento operativo.

Una réplica digital podría ser una versión virtual de un neumático o de un vehículo de pasajeros, los métodos para la construcción de estos artículos o la línea de producción completa. Podría ser incluso una fábrica entera, una red de plantas o la cadena de suministros de extremo a extremo. Junto con las tecnologías disruptivas, como Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés), la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, la minería de procesos y datos, e incluso la realidad aumentada, las réplicas digitales están estirando los límites de lo posible, permitiendo que la cuarta revolución industrial transforme la manufactura para el siglo XXI.

Exploremos cómo funcionan y cómo pueden aplicarse en sus operaciones.

Cómo funcionan

Al observar las fábricas y el proceso de manufactura, las empresas crean una representación digital de un equipo, luego los sensores de IoT recogen datos en tiempo real sobre su rendimiento y los transmiten a los servidores, ya sea en las instalaciones o en la nube. Con esos datos, se tiene una réplica digital exacta de ese equipo y su papel en sus operaciones. Cuantos más datos obtenga de más fuentes, más información podrá obtener sobre el funcionamiento de su fábrica, a través del análisis de datos y el aprendizaje automático, y estará equipado para realizar simulaciones. Y puedes ir un paso más allá en tus visualizaciones a través de la realidad virtual y la realidad aumentada.

También tienen la oportunidad de aportar más datos de otras fuentes, en otros contextos, como información logística en su cadena de suministros, y números de serie de los componentes en tránsito. Con los datos correctos, la réplica digital se convierte en un laboratorio de exploración, donde se pueden probar las hipótesis y afinar las previsiones.

También existe una gran cantidad de oportunidades conexas para sus productos, ya sea que los sigan desarrollando o que se pregunten cómo se utilizan en el mercado y pueden mejorarse. Al representar visualmente un activo o grupo de activos en el ámbito digital y enriquecerlo con datos basados en el mundo físico, podrá aprovechar una amplia variedad de posibilidades de transformación. Aquí están algunas de ellas.

Poner a trabajar a las réplicas digitales

Prueba del producto: Consideren el caso de los neumáticos del principio de este artículo. A través de una réplica digital, ya no es necesario esperar a los datos de rendimiento de las pruebas de los vehículos para determinar su calidad y rendimiento.

Se puede empezar a simular el rendimiento del producto — como un neumático nuevo en diferentes condiciones climáticas — para mejorar proactivamente el diseño y experimentar virtualmente con diferentes compuestos y materias primas para optimizar el rendimiento en diferentes condiciones.

Se puede predecir el rendimiento del producto y hacer cambios en tiempo real, ayudando a determinar la configuración óptima (por ejemplo, para cumplir con las normas de seguridad de los neumáticos). Incluso se puede modelar la demanda de reemplazo a partir de una multitud de factores de rendimiento, como los comportamientos de conducción.

Añadiendo capacidad de fabricación: Cada vez que se introduce un nuevo producto, se disrumpe el programa de montaje existente. Antes de gastar dinero para poner en marcha nuevos equipos y añadir capacidad de producción, puede simular el impacto en su capacidad y programa de producción basándose en las características y demandas únicas de lo que está fabricando.

Por ejemplo, tal vez un fabricante de automóviles solo pueda fabricar un cierto número de descapotables en un día debido a la carga añadida de instalar el cableado para el techo. Aunque se puede añadir gente para hacer esas tareas adicionales, no se puede saturar la línea de montaje. Eso tiene que ser equilibrado con cuántos otros carros se están fabricando — digamos, los que tienen techo solar — y qué porcentaje de cada uno se pueden hacer en un día, basado en patrones de orden.

A través de una réplica digital, se puede simular la línea de montaje en base a las opciones, incluso antes de que se haya planeado la semana y ver dónde acechan los problemas del proceso. Incluso se pueden hacer pruebas en tiempo real del equipo virtual desde una perspectiva de ingeniería antes de que sea instalado y conectado.

Infraestructura de la planta: ¿Qué tal si se vigila una planta sin estar físicamente allí? Con una réplica digital, se puede hacer eso y más, como caminar por el taller de una planta en México, a través de la realidad virtual, y capacitar a los trabajadores a distancia desde una computadora portátil. Con una réplica digital el equipo ni siquiera tiene que ser instalado físicamente para mostrar a otros cómo usarlo.

Mantenimiento de activos: Al supervisar los datos en tiempo real de los sensores de IoT en el proceso de manufactura, la réplica digital también puede modelar cuándo será necesario el mantenimiento de los equipos críticos, o incluso se puede utilizar para determinar la salud de toda una línea de producción, fábrica o red de fábricas. En un informe de 2018, Gartner estimó que las empresas (y los consumidores) ahorrarán 1 trillón de dólares cada año en el mantenimiento de activos mediante el uso de IoT a través de réplicas digitales.

Retiradas selectivas: Al rastrear los componentes clave que entran en el producto y sus números de serie en una réplica digital — proporcionando una completa trazabilidad — no tiene que retirar decenas de miles de productos en el caso de un problema. Hay una manera de limitar los esfuerzos solo a los afectados directamente — por ejemplo, localizando con precisión un envío de componentes que sufrió corrosión en tránsito desde el extranjero.

Retail: La réplica digital incluso ayuda de cara al consumidor. Por ejemplo, una réplica digital de los vehículos que produce, con visualización 3D, permite a un comprador potencial cambiar el color de un carro a uno que prefiere cuando compra en línea. Lo mismo ocurre con las diferentes opciones de vehículos para el interior, lo que proporciona una experiencia más rica y personalizada para el cliente.

Servicio de posventa/servicio al consumidor: En el mercado de segunda mano, los consumidores tienen que adivinar la salud de un vehículo. Pero si se le da al vehículo una identidad digital (con una réplica digital y blockchain), se puede comenzar a rastrear la frecuencia con la que fue revisado, respondiendo preguntas como: Cuando se cambiaron las piezas, ¿usaron piezas del fabricante de equipo original (OEM, por sus siglas en inglés) o piezas de recambio? ¿Hubo un accidente que no se registró, basado en un análisis de impacto?

La réplica guarda todos los datos de rendimiento, sensores e inspecciones en tiempo real, así como el historial de servicios, cambios de configuración, sustitución de piezas y datos de garantía.

Cadena de suministros:La réplica digital permite supervisar y simular los acontecimientos que afectan a su cadena de suministros — por ejemplo, un desastre natural o una controversia comercial con un país clave — y cómo puede reaccionar de forma proactiva ante ellos.

Por ejemplo, si se quiere simular el impacto de la reducción de las materias primas procedentes de China, una réplica digital puede ayudar a decidir cómo cumplir con los compromisos de los clientes de manera eficiente. Puede empezar a modelar varios puntos de datos — como el tiempo que el componente pasa en tránsito, o si es perecedero — y empezar a ser más proactivo en lugar de reactivo.

Pero esto solo es la superficie de lo que es posible hacer con una réplica digital. En un próximo artículo, exploraremos en profundidad el tema de la cadena de suministros y cómo otras tecnologías pueden revolucionarla de punta a punta.

 

Resumen

Al representar visualmente un producto físico, un equipo, un proceso o la cadena de suministros en el ámbito digital, y al enriquecerlo con datos de sensores en tiempo real basados en el mundo físico, las réplicas digitales están ampliando los límites de lo posible, ofreciendo un campo de pruebas virtual para productos más inteligentes, manufactura y cadenas de suministros optimizadas.

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