El modelado y las pruebas de estrés de fábricas y cadenas de suministro pueden impulsar niveles mucho más altos de resiliencia. Los Gemelos Digitales, un modelo virtual que consiste en una réplica de un objeto físico, nos están conduciendo hacia este objetivo, pero aún no hemos incluido completamente a los seres humanos en el modelo. Eso está a punto de cambiar.

Modelar cómo los humanos realmente interactúan con el equipo de la fábrica

A medida que avanza la digitalización, las tecnologías que parecían estar totalmente separadas convergen para crear posibilidades emocionantes. La radiodifusión, que se remonta a principios de la década de 1920, se encuentra ahora en las etapas finales de la convergencia con Internet, por ejemplo, brindándonos el mundo de las noticias y el entretenimiento a pedido.

Estamos a punto de ver que sucede algo similar con los Gemelos Digitales y el Metaverso.

Esto traerá cambios significativos en la fabricación, ya que explicará adecuadamente cómo interactúan los humanos con el equipo de la fábrica. Los Gemelos Digitales, ya establecidos en la industria, son modelos digitales de un objeto o sistema, pero donde un ser humano no es una parte dinámica del modelo. Por otro lado, el Metaverso permite a los humanos interactuar dinámicamente en entornos compuestos por imágenes digitales (muebles, automóviles, fotos de productos, por ejemplo), pero sin la capacidad de cambiar el estado de estos objetos.

El Metaverso permite a los humanos interactuar dinámicamente en entornos compuestos por imágenes digitales

Entrando en los Gemelos Digitales

Los gemelos digitales son mucho más que imágenes CAD. Contienen y responden a entradas de datos, moviéndose de un estado a otro en el proceso. En un contexto de fabricación, podría ser un gemelo de una máquina o una línea de producción donde ingreso datos para simular lo que sucede bajo diferentes cargas.

En el caso de un entorno de Metaverse, la disposición física del equipo en su ubicación de fábrica – está tomada de un dibujo CAD –, con toda probabilidad caminando alrededor de él. Pero no podría “operar” nada porque solo estoy mirando imágenes CAD y no puedo acceder ni actualizar los datos.

Ponga un Gemelo Digital dentro de un Metaverso y lo que tenemos ahora es una “Metafábrica” ​​donde la gente puede experimentar y trabajar con las máquinas y sistemas que componen la fábrica. Una Metafábrica haría que los Gemelos Digitales tuvieran más vida porque las personas son un aspecto extremadamente importante de cualquier sistema. Es decir, no es un gemelo si no hay ningún ser humano en su interior.

Lo que está por venir es la convergencia de estas dos tecnologías para que los humanos puedan operar máquinas, cometer errores sin consecuencias mientras experimentan con nuevas configuraciones y aprender de cualquier aspecto de un entorno de Gemelos Digitales. Las oportunidades son enormes y cambiarán la forma en que diseñamos, fabricamos, vendemos, capacitamos y entregamos productos a través de las cadenas de suministro.

Los gemelos digitales contienen y responden a las entradas de datos, moviéndose de un estado a otro en el processo

La evolución de los Gemelos Digitales

Actualmente, los gemelos digitales se utilizan en la fabricación para monitorear, diagnosticar y pronosticar para optimizar el rendimiento y la utilización de los activos, para predecir fallas en los equipos o el inventario de la cadena de suministro. Las líneas de producción se pueden ajustar en tiempo real para responder a los cambios en la demanda.

Inicialmente, la tecnología se aplicó a máquinas individuales, pero se está volviendo cada vez más compleja y valiosa. Cada vez más, Fujitsu está trabajando para conectar gemelos digitales separados de múltiples máquinas, líneas de producción completas, fábricas completas o incluso cadenas de fábricas.

Durante los próximos diez años, se conectarán múltiples Gemelos Digitales desarrollados por separado en áreas como la movilidad urbana, la energía, el medio ambiente, la prevención de desastres y la salud, con datos subyacentes vinculados entre sí. Entonces tendremos sistemas federados donde podemos ensayar escenarios complejos en un espacio digital, por ejemplo, cómo se verá afectado el transporte urbano y el suministro de energía en caso de un desastre a gran escala. Esto nos permite preparar una respuesta a los riesgos sistémicos y generar acciones rápidas y adecuadas. La tecnología Digital Twins también nos ayudará a simular los impactos del cambio climático y responder a futuras pandemias.

También se está realizando trabajo teórico para dar cabida a los factores sociales. En febrero, Fujitsu anunció proyectos de investigación en colaboración con la Universidad Carnegie Mellon centrados en la tecnología de gemelos digitales sociales para reproducir las relaciones y conexiones entre las personas, los bienes, la economía y la sociedad. La idea es ofrecer un entorno de simulación, previsión y toma de decisiones para resolver problemas sociales diversos y complejos.

Hay pocos límites a lo que es teóricamente posible aquí. El proyecto Destination Earth de la Agencia Espacial Europea tiene como objetivo desarrollar un modelo digital preciso de la Tierra para monitorear y predecir la interacción entre los fenómenos naturales y las actividades humanas.

Los gemelos digitales se utilizan en la fabricación para el seguimiento, el diagnóstico y el pronóstico

Dentro de la metafábrica

Logramos algunas posibilidades fascinantes al hacer converger Digital Twins con Metaverse para crear Metafactories.

El trabajo remoto ocurre en las fábricas de varias maneras. Reducir el tiempo de viaje improductivo ayuda a los propietarios y gerentes de planta a superar la grave escasez de ingenieros de mantenimiento y trabajadores de apoyo calificados y experimentados. Metafactory completaría el concepto, permitiendo a los ingenieros ubicados en cualquier lugar “ingresar” al gemelo e interactuar con la configuración y los datos para ver qué sucede en tiempo real.

Esto abriría nuevas opciones de empleo para personas con discapacidades físicas y personas mayores que pueden tener dificultades para irse. Cualquiera puede desarrollar su potencial en un espacio virtual, por ejemplo, usando robótica remota para ver el mundo físico o usando tecnología para seguir una educación avanzada.

Metafactories también sumergirá a las personas en un entrenamiento que será lo más cercano posible a la realidad. La experiencia sería tan realista como los simuladores de vuelo de alta gama utilizados para la formación de pilotos.

También entenderíamos mejor cómo la gente malinterpreta los controles, la instrumentación, la documentación y la formación de los equipos actuales. Además de capacitar a las personas para que sean menos propensas a cometer errores en primer lugar, Metafactory proporcionaría un circuito de retroalimentación para resolver los problemas de diseño y capacitación que causaron esos errores.

En las industrias de procesos, por ejemplo, esto cambiará las reglas del juego. Estas industrias ya están altamente automatizadas, pero el eslabón débil restante es la persona que controla el sistema, donde puede ocurrir un error humano.

Y en todas las áreas de fabricación, Metafactories nos permitirá estudiar las consecuencias de errores de usuario potencialmente catastróficos, por ejemplo, cuando un trabajador estresado presiona por error el botón equivocado.

También veo venir otros cambios. En los juegos, las personas pueden modificar sus entornos favoritos con los SDK que el propietario del juego pone a disposición de las comunidades de usuarios. Con los permisos y la seguridad adecuados, es posible imaginar personas, departamentos universitarios y empresas emergentes que trabajen en comunidades Metafactory de código abierto para identificar mejoras potenciales en una configuración o complementos para una mayor eficiencia o funcionalidad.

Siguiendo ese pensamiento y creando algo como una metafábrica de aplicaciones: un mercado donde los desarrolladores ofrecen complementos que se adaptan y mejoran el rendimiento.

Hay claros desafíos de seguridad aquí, donde las tecnologías de confianza distribuida serán críticas para el progreso. Fujitsu ha proporcionado tecnologías relacionadas con la identidad y la privacidad, incluida la identificación descentralizada, la autenticación multibiométrica y la protección de la privacidad. Además, nos enfocamos en desarrollar tecnologías de confianza de datos que garanticen la autenticidad de los datos para facilitar el intercambio de datos. También fortalecemos la seguridad de la red y los sistemas de inteligencia artificial que sustentan nuestra infraestructura social, mientras desarrollamos tecnologías confiables que garantizan el acceso a personas, sistemas y dispositivos en espacios físicos y digitales.

Metafactories: Convergencia de Gemelos Digitales con el Metaverso

Sin barreras infranqueables

No hay nada aquí que no sepamos cómo hacer, lo que significa que va a suceder.

Un problema práctico es la agregación de datos en tiempo real y el rendimiento requerido para una Metafactory. Esto sobrecargaría los tejidos actuales de cómputo, redes y filtros de datos, por ejemplo. Un Gemelo Digital de generación actual de una sola máquina puede tener decenas de miles de puntos de datos provenientes de sensores IoT cada segundo. Esto se puede montar rápidamente en terabytes y mover ese volumen a través de una red es actualmente un desafío para los cachés, el almacenamiento y las puertas de enlace. 6G y las redes ópticas probablemente serán parte de la imagen.

Pero si la convergencia es una tendencia tecnológica confiable, también lo es la elevación constante de las huellas técnicas, de modo que las limitaciones de hoy se conviertan en las convenciones del mañana.

Un problema práctico es la agregación de datos en tiempo real y el rendimiento requerido para una Metafactory