Gemelos Digitales
Aplicación IoT
- Impacto en logística: Leve
- Áreas de enfoque: Visibilidad y accesibilidad
- Masificación: 5 a 10 años (Primer mundo)
- Procesos logísticos: Toda la Cadena de Suministro
- Grupo tecnológico: Internet de las Cosas (IoT)
Aplicaciones en Logística: ¿Puede un Gemelo Digital remover restricciones logísticas?
Optimización de procesos logísticos
Cuando nos preguntamos acerca de los procesos logísticos susceptibles de ser replicados de manera digital, llegamos a la conclusión de que prácticamente todos los procesos dentro de las cadenas de suministro pueden beneficiarse de la tendencia de los Gemelos Digitales; o por lo menos pueden ser representados digitalmente. La pregunta siguiente y clave será ¿Para qué?
Los más grandes exponentes del management coinciden en que los gestores de las operaciones son el componente transversal de los sistemas, ya que tienen la visión del flujo de principio a fin. Por lo menos eso afirmaban Taiichi Ohno (TPS) y Eliyahu Goldratt (TOC). La clave del anterior enunciado es «visión del flujo«, ya que un Gemelo Digital puede contribuir desde la asignación adecuada de cargas de trabajo hasta la gestión total del flujo, así que un gemelo digital puede facilitar la optimización logística global a través de la visibilidad. La pregunta que subyace es: Ya que tiene visibilidad ¿Cuál es su plan? Mi posición es que no basta con tener visibilidad (este es el insumo y es clave), hay que desarrollar principios del flujo para tomar decisiones focalizadas.
Veamos un ejemplo de aplicación de un Gemelo Digital en logística:
El ecosistema tecnológico de una implementación de estas características requiere de la integración de:
- Sensores (hardware): los sensores son esenciales para capturar datos en tiempo real de los objetos físicos, procesos y eventos que se desean modelar en el gemelo digital.
- Conectividad (red digital IoT): el IoT se utiliza para conectar los sensores y otros dispositivos que se encuentran en diferentes ubicaciones y permitir que los datos se transmitan en tiempo real.
- Big data (almacenamiento y procesamiento): se necesita una plataforma de big data para almacenar, procesar y analizar grandes cantidades de datos generados por los sensores y otros dispositivos.
- Computación en la nube: la computación en la nube es esencial para manejar grandes cantidades de datos y proporcionar un entorno escalable y seguro para ejecutar las aplicaciones de gemelo digital.
- Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (Machine Learning): la IA y el aprendizaje automático se utilizan para analizar y procesar grandes cantidades de datos generados por los sensores y otros dispositivos y para crear modelos de análisis del gemelo digital que sean precisos y escalables. ¿Para qué queremos los datos? Diagnóstico, análisis, predicción, por ejemplo.
- Realidad virtual y aumentada; simulación; plataformas digitlaes: la realidad virtual y aumentada se pueden emplear para visualizar y manipular los modelos de gemelos digitales, lo que permite a los usuarios interactuar con los modelos y simular diferentes escenarios y situaciones. También pueden emplearse dispositivos móviles convencionales.
En general, para implementar un gemelo digital aplicado en logística, se requiere una combinación de tecnologías avanzadas (habilitadores) y la integración de diferentes sistemas y dispositivos para capturar, procesar, analizar y visualizar los datos en tiempo real.
El conjunto de datos requerido para la construcción del gemelo digital de un sistema de producción / logístico varía de un sistema a otro, sin embargo, puede considerar la información del siguiente cuadro como un caso típico:
| Datos estructurales de la planta | Layout |
| Número de máquinas | |
| Número de Sistemas de Manejo de Materiales (MHS) | |
| Rutas de los MHS | |
| Áreas | |
| Restricciones | |
| Datos de manufactura | Tiempos de ciclo |
| Tiempos de carga (Setup) | |
| Calendario de mantenimiento preventivo | |
| Datos del flujo de materiales | Rutas y secuencias de productos |
| Rutas producto – MHS | |
| Redes de transporte detalladas (transportadoras) | |
| Datos de la producción | Planes de producción |
| Calendarios de producción | |
| Volúmenes de producción | |
| Tipo de producción (Masiva/Lotes) |
Así podemos ver entonces, que el desarrollo de un gemelo digital requiere del conocimiento profundo del objeto físico (entidad, activo, sistema, etc.). Además, de la consideración de las tecnologías de seguimiento, pero sobre todo, del enfoque sistémico que le permita determinar sobre la pertinencia de esta aplicación tecnológica.
Caso de aplicación: Whirlpool Corporation (Polonia)
Whirlpool Corporation en Polonia con 80.000 m², docenas de montacargas y remolcadores. Más de 250 sensores RTLS para el análisis de logística y 60 estaciones de trabajo equipadas con un sistema de pedidos automatizado para la gestión logística. Diagramas de espagueti, análisis de mapas de calor y saturación para identificar cuellos de botella, ineficiencias y otros potenciales de mejora continua.
¿Desea probar un Gemelo Digital en su móvil?
Si quieres probar un demo de gemelo digital desde tu celular, puedes hacerlo a través de:
Desafíos de esta tecnología
- Los datos en tiempo real de alta calidad son la base de cualquier solución de gemelo digital, pero las condiciones exigentes (conectividad en un contexto de aplicación real en una industria de nuestra región) o prohibitivas (privacidad y tratamiento de datos personales) en el campo pueden limitar el acceso a los datos y degradar la precisión de un gemelo digital.
- Los gemelos digitales requieren una inversión considerable en tecnología de sensores, plataformas, desarrollo de modelos, mantenimiento e implementación.
- Algunas características de un activo complejo, como su estado químico, eléctrico y térmico, pueden ser extremadamente costosas y difíciles de replicar con precisión, lo que a menudo obliga a los usuarios a hacer suposiciones y simplificaciones generalizadas y menos precisas en los modelos de gemelos digitales. Esto aleja de la realidad al modelo.
- Con una conexión directa a objetos físicos, los gemelos digitales potencialmente representan un riesgo de seguridad, dando a los ciberdelincuentes un posible nuevo punto de entrada para interrumpir las operaciones de una organización. La accesibilidad tiene un riesgo implícito. Si el Gemelo Digital permite actuación sobre los procesos a través de la conectividad, el riesgo de actuaciones no deseadas debe mapearse y debe existir un plan de mitigación (ciberseguridad = inversión).
- “Lo que usted no haga bien en papel y lápiz, difícilmente lo hará bien con tecnología”. Es por eso que vale la pena plantearse si la disponibilidad de información en tiempo real de mi sistema (entidad, proceso, producto, etc.) es una necesidad que justifica un proyecto de implementación de gemelos digitales. ¿Quiero datos en tiempo real para actuar cada 12 horas?
Perspectivas 2023
La visión de expertos proyecta una adopción generalizada en los próximos 5-10 años (en países del primer mundo). Por ahora, las principales áreas de aplicación serán principalmente activos singulares y sistemas contenidos. Sin embargo, para la gestión de la cadena de suministro, el siguiente nivel de adopción será el de los gemelos digitales de toda la cadena de suministro, que involucra a miles de activos que abarcan varios actores.
Mi visión respecto a la adopción generalizada dista mucho de los renders atractivos; considero que se avanzará a pasos agigantados hacia la Cadena de Suministro Digital, pero no necesariamente a través de simulación. Un Gemelo Digital puede replicar los datos esenciales sin que esto implique una réplica gráfica simulada.
Otra de las perspectivas importantes tiene que ver, sin duda, con la disrupción de los modelos robustos de Inteligencia Artificial Interactiva. Les planteo una visión, que al día de hoy es perfectamente realizable:
Los modelos como GPT (Generative Pre-trained Transformer – GPT-4 lanzado en 2023) se pueden integrar en los Gemelos Digitales con aplicación en logística. Estos modelos de lenguaje natural pueden ser utilizados para analizar y procesar grandes cantidades de datos no estructurados, instruidos por medio de solicitudes humanas naturales. Los datos que pueden potencialmente analizarse son movimientos de los productos a través de la cadena de suministro, tendencias, demanda, flujos de datos provenientes de clientes y proveedores. Por ejemplo, un minorista podría utilizar los datos del Gemelo Digital para predecir qué productos se venderán mejor en una temporada determinada y en qué ubicaciones geográficas. Los modelos GPT podrían analizar los datos de ventas históricos, así como la información sobre las tendencias del mercado, el clima y otros factores que puedan influir en la demanda. De esta manera, el minorista podría planificar su cadena de suministro para asegurar que tenga suficiente inventario para satisfacer la demanda prevista y evitar la pérdida de ventas por falta de existencias.
Recuerde:
«Una nueva tecnología traerá beneficios para la empresa, si y solo si, tiene la capacidad potencial de remover restricciones activas del sistema» Eliyahu Goldratt
De manera que en el ejercicio de desarrollo de la Ruta Tecnológica, considere cuáles son las restricciones del sistema logístico; cuáles son las reglas de operación actuales que están condicionadas por las restricciones; cómo los Gemelos Digitales pueden remover las restricciones del sistema; cuáles serían las nuevas reglas de operación con esta nueva tecnología y cómo se puede mejorar.