Gemelos digitales
Gemelos digitales
Innovación industrial y su aplicación en la industria
Innovación industrial y su aplicación en la industria
Gerente Estrategia TI&D
En el entorno industrial, tomar decisiones basadas únicamente en la observación directa o en el histórico de datos ya no es suficiente. Las operaciones son más exigentes, los activos más sofisticados y los márgenes de error, cada vez menores. En este contexto, la capacidad de anticipar comportamientos, simular escenarios y optimizar procesos antes de actuar sobre el entorno real se ha convertido en una ventaja decisiva.
Ahí es donde entran en juego los gemelos digitales: una tecnología que permite a la industria ver lo que está ocurriendo casi en tiempo real o con la frecuencia necesaria para la operación, comprender por qué ocurre y ensayar qué pasaría si… sin poner en riesgo la operación real. No se trata solo de digitalizar activos, sino de dotarlos de una representación viva, dinámica y conectada, que puede incorporar capacidades de análisis avanzado y de aprendizaje.
Qué es un gemelo digital
Qué es un gemelo digital
Un gemelo digital es la representación virtual de un objeto, proceso o sistema físico, construida a partir de modelos que describen su comportamiento y alimentada con datos reales, en muchos casos en tiempo casi real.
Aunque a menudo se asocian a representaciones 3D, un gemelo digital no tiene por qué ser visual; puede ser únicamente un modelo de datos que reproduce el comportamiento del activo.
Esa combinación permite simular el comportamiento del activo físico, analizar su rendimiento y evaluar distintos escenarios de operación en un entorno digital, para entender qué impacto tendría en un entorno real.
La clave no está solo en la visualización, sino en la conexión continua entre el mundo físico y el virtual. Los datos captados mediante sensores, sistemas de control o plataformas de operativas se integran en el modelo digital, que evoluciona a medida que lo hace el activo real. De este modo, el gemelo digital no es una representación fija, sino un sistema dinámico que refleja el estado del activo y permite aprender de él.
Aunque el concepto empezó a formularse a principios de los años noventa y se aplicó inicialmente en ámbitos como la fabricación o la exploración espacial, su desarrollo actual es inseparable de la Cuarta Revolución Industrial y de la convergencia de tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), la analítica avanzada, la inteligencia artificial y el machine learning.
Cómo funciona un gemelo digital en la práctica
Cómo funciona un gemelo digital en la práctica
El punto de partida suele ser el conocimiento experto del activo o proceso que se quiere replicar. A partir de ahí, se construye un modelo matemático y lógico que describe su comportamiento. Ese modelo se conecta posteriormente a los datos reales procedentes de la operación u objeto real, lo que permite calibrarlo, validarlo y mantenerlo actualizado.
En la práctica, el gemelo digital se conecta con ecosistemas tecnológicos existentes, como sistemas de control, plataformas IoT y herramientas de analítica.
En términos sencillos, un gemelo digital se apoya en tres elementos fundamentales:
- el activo físico, que genera información a través de sensores y sistemas operativos;
- el modelo virtual, que reproduce su comportamiento;
- y la conexión entre ambos, que garantiza que el modelo digital evolucione con la realidad.
Gracias a esta arquitectura, el gemelo digital puede simular situaciones que aún no se han producido, evaluar el impacto de cambios operativos o anticipar fallos antes de que ocurran. El valor no está solo en la predicción, sino en la capacidad de tomar decisiones estratégicas con más y mejor información.
Características de los gemelos digitales
Características de los gemelos digitales
La tecnología de gemelos digitales es posible gracias a una combinación de capacidades clave. La conectividad es esencial: sin la captura y transmisión de datos desde el activo físico, el gemelo perdería su razón de ser. A ello se suma la necesidad de homogeneizar la información, almacenándola y tratándola de forma digital para que pueda analizarse de manera consistente.
La gobernanza y la seguridad de los datos son esenciales para garantizar la integridad y la confidencialidad de la información que alimenta el gemelo.
Otro elemento diferencial es su carácter adaptable e inteligente. El gemelo digital puede incorporar algoritmos de análisis predictivo y aprendizaje automático, aunque no es obligatorio. Además, deja rastros digitales que facilitan la identificación de desviaciones, incidencias o patrones anómalos.
Por último, la modularidad permite descomponer activos complejos en capas o componentes, lo que facilita tanto el análisis como la mejora progresiva del sistema completo.
De la observación a la anticipación: por qué los gemelos digitales aportan valor industrial
De la observación a la anticipación: por qué los gemelos digitales aportan valor industrial
El principal valor de los gemelos digitales es que transforman la forma de operar. Permiten monitorizar activos en remoto, analizar su comportamiento en tiempo real y, sobre todo, anticiparse para una mejor toma de decisiones.
En el ámbito del mantenimiento, esta tecnología facilita pasar de enfoques reactivos a mantenimiento predictivo e incluso prescriptivo, identificando con antelación posibles fallos y priorizando intervenciones.
En la operación diaria, ayuda a optimizar recursos, reducir tiempos de parada y mejorar la eficiencia global de los procesos.
Todo ello se traduce en una mejor utilización de los activos, una reducción de costes operativos y una mayor seguridad en la toma de decisiones.
Tipos de gemelos digitales y qué simulan
Tipos de gemelos digitales y qué simulan
Existen distintos tipos de gemelos digitales en función del momento del ciclo de vida del producto o sistema.
Algunos se crean incluso antes de que exista el activo físico, como los prototipos de gemelo digital (DTP), que permiten evaluar diseños y comportamientos de forma virtual.
Otros se desarrollan cuando el activo ya está en operación, y se utilizan para analizar su desempeño en distintos entornos (DTI).
También existen agregados de gemelos digitales (DTA), que combinan información histórica para extraer patrones y capacidades.
Además, pueden clasificarse según lo que simulan:
- Los gemelos de procesos reproducen cadenas completas de producción.
- Los gemelos de productos se centran en activos concretos.
- Los gemelos de sistemas integran múltiples procesos y fuentes de datos para obtener una visión global.
- Y los gemelos de personas, que modela características físicas, funcionales o de comportamiento individual o en masa para, por ejemplo, conceptualizaciones o diseño de nuevos productos y servicios antes de su implementación.
Estos tipos no son excluyentes; por ejemplo un gemelo puede evolucionar de prototipo a operativo.
Gemelos digitales en Repsol: del concepto a la operación
Gemelos digitales en Repsol: del concepto a la operación
Contamos con soluciones ya implementadas y otras en evolución, siempre con un enfoque práctico y orientado a mejorar la eficiencia y la toma de decisiones.
Un ejemplo relevante es el gemelo digital de Gestión Automatizada de la Producción (APM) y Modelos de Flujo Integrados (IFM) desarrollado junto a OVS Group en el ámbito de E&P (Exploración y Producción).
Esta solución integra grandes volúmenes de datos procedentes de los activos para ofrecer a operadores e ingenieros una herramienta centralizada desde la que identificar, priorizar y seguir oportunidades de optimización.
A ello se suman otros casos como los centros de control de energías renovables o el centro de control de estaciones de servicio, así como gemelos digitales aplicados a operaciones industriales, integridad de activos o simulación de procesos.
Los gemelos digitales son además un facilitador clave de nuestra iniciativa de TIyEC (Transformación Industrial y Economía Circular) para la Planta Autónoma, aportando la base tecnológica que permite avanzar hacia operaciones más conectadas, inteligentes y resilientes.
En paralelo, seguimos evolucionando estas capacidades mediante la incorporación progresiva de analítica avanzada e inteligencia artificial, avanzando hacia modelos cada vez más prescriptivos.
Este desarrollo no es homogéneo ni cerrado. En algunos ámbitos, como Operación y Mantenimiento, se trabaja en la conceptualización de enfoques basados en BIM (Building Information Modeling). En otros, como E&P, estamos trabajando activamente en el despliegue de capacidades asociadas a gemelos digitales, con casos ya en marcha en Noruega, Brasil y Estados Unidos.
Los próximos pasos, en continuidad con el trabajo que ya vienen realizando el Repsol Technology Lab y áreas de CIO (Chief Information Officer) y CDO (Chief Data Officer), se centran en reforzar estas soluciones, ampliando sus capacidades de supervisión, gobernanza y toma de decisiones, y consolidando un modelo que permita gestionar activos complejos con una visión cada vez más completa, conectada y anticipativa.
Un proceso continuo de evolución digital
La implantación de gemelos digitales no es un destino final, sino un proceso continuo. A medida que se incorporan nuevas fuentes de datos, modelos más avanzados y capacidades de aprendizaje automático, los gemelos digitales ganan precisión y utilidad.
Este enfoque permite que las organizaciones aprendan de sus propios activos, reduzcan la incertidumbre y operen con mayor conocimiento de causa. En un entorno industrial exigente, esa capacidad de aprendizaje continuo marca la diferencia.
Mirar antes de actuar
Los gemelos digitales representan una forma distinta de relacionarse con la operación industrial: entender antes de intervenir, simular antes de decidir y analizar y simular antes de cambiar. No sustituyen la experiencia ni el conocimiento técnico, los amplifican.
En definitiva, son una herramienta clave para avanzar hacia una industria más eficiente, más resiliente y mejor preparada para afrontar tanto el presente como el futuro.
Si quieres profundizar sobre el grado de adopción de esta tecnología digital en Repsol así como del resto de tendencias, visita nuestro Radar de Tendencias Digitales. Podrás comprobar nuestro entendimiento de modo visual e interactivo.
