Un gemelo digital (digital twin) es una réplica de algo físico que representa sus partes o componentes más importantes de cara a analizar su comportamiento en simulaciones. Esto se refiere tanto a objetos o sistemas individuales como a procesos. Podríamos pensar en una cadena de montaje o en una flota de vehículos que circulan por la ciudad y que deben recoger y entregar paquetes.
Gemelos digitales para modelar todo lo que nos rodea
Una característica de los gemelos digitales es que solo tienen que representar lo más relevante de un objeto o proceso. En una simulación del tráfico, por ejemplo, el color de los coches es irrelevante, pero puede ser importante su velocidad máxima (o la de la vía por la que circula), su capacidad (cuántas personas o carga puede transportar) o el tiempo de reacción en los semáforos.
Se considera que un gemelo digital es «realista» cuando proporciona las mismas «salidas» a partir de las mismas «entradas» que el proceso físico o el objeto al que representa. Con algunos ejemplos: si una cinta transportadora física tiene una capacidad de mover 50 cajas por minuto, su gemelo digital debe comportarse con esa misma limitación, especialmente si está conectado a datos de entrada en tiempo real. Si es una ciudad por la que circulan personas y coches, se necesita un callejero realista con distancias bien calculadas. Si representa un edificio en construcción, debe tener tantas «piezas» individuales como sean necesarias para poder organizar su recepción a tiempo: vigas, ladrillos, ventanas, cristales, tornillos, etcétera. Es relevante tanto su tamaño para asegurarse de que todo encaja, como las cantidades para confirmar que hay inventario suficiente, espacio de almacenamiento, que los pedidos de materiales se realizan adecuadamente y demás.
Quienes desarrollan este tipo de simulaciones suelen dividir los modelos en componentes y procesos. En una red logística los componentes podrían ser las ubicaciones físicas, como una fábrica, un almacén o una tienda (destino), pero también camiones, furgonetas de reparto u operarios. Los procesos podrían incluir la gestión de los inventarios (producción, reposición) y las entregas (con sus pedidos, ventas, devoluciones…), entre otros.
Esto permite preparar un código o programa para cada componente, que proporcione entradas/salidas coherentes y con los que interactúan los diferentes procesos. Lo interesante es que se pueden desarrollar en muchos lenguajes de programación diferentes, según las necesidades para recoger o transferir los datos. Esto también permite hacer crecer los gemelos digitales, añadiendo factores no contemplados en principio, como podrían ser el personal, los calendarios, las restricciones de tráfico y similares, que permitan afinar la simulación.
Los gemelos digitales de las ciudades
En el caso de las operaciones logísticas y de transporte, los gemelos digitales pueden ayudar en diversas tareas, por ejemplo:
- Gestión de inventario – Habitualmente se controla con un software específico y que además puede alimentar al gemelo digital con datos prácticamente en tiempo real de cara a probar nuevas simulaciones.
- Planificación de rutas – Un pilar fundamental de todo lo que tenga que ver con transporte y logística es contar con una buena base cartográfica y de callejeros que permita analizar las posibles rutas de entrega y reparto, calcular las más eficientes y valorar costes, tiempos y otros factores, así como minimizar las emisiones contaminantes para hacer el proceso más sostenible.
- Variabilidad y predicción de la demanda – Estas son formas de que el gemelo digital, alimentado con los datos históricos y la variabilidad debido a fechas claves del negocio (por ejemplo, épocas de rebajas o fiestas señaladas), mejore su capacidad de predicción.
- Sostenibilidad como prioridad – Permiten evaluar escenarios que prioricen ciertos factores más allá de lo que se haría en un plan habitual. Hoy en día, por ejemplo, es factible establecer la sostenibilidad como prioridad, de modo que se pueda ver cómo se comportaría un gemelo digital del negocio con los datos reales de solicitud de envíos y plazos cuando se aspira a minimizar las emisiones de CO2, algo que tienen como objetivo todas las empresas responsables.
Una Barcelona digital como complemento de la real
Un caso interesante es Barcelona, donde el Centro de Supercomputación de Barcelona se ha embarcado con el nuevo superordenador MareNostrum 5 en la creación de un gemelo digital de toda la ciudad para analizar la provisión de servicios de la llamada «ciudad de los 15 minutos». En este modelo urbano los ciudadanos pueden acceder a los servicios públicos como transportes, tiendas o los lockers y puntos de recogida de envíos, caminando o en bicicleta, en menos de 15 minutos.
La idea del ayuntamiento de la ciudad es utilizar un gemelo digital para trabajar con hipótesis, generar escenarios y visualizar múltiples variables o combinaciones de variables antes de tomar decisiones urbanísticas. En las pruebas se ha visto, con datos procedentes de los sistemas y sensores en tiempo real, cuál es la mejor cobertura a diez minutos a pie de las paradas de metro antes y después de la apertura de dos futuras líneas. Asimismo, se ha estudiado la accesibilidad de la red de bibliotecas antes y después de la última que se ha construido y lo mismo con los puntos de recarga eléctrica, las estaciones del Bicing (alquiler de bicicletas) o los equipamientos de salud. La idea es que en el futuro este desarrollo se pueda usar también en otras ciudades.
Un futuro mejorado, de lo virtual a lo real
Contar con gemelos digitales de cualquier sistema, negocio u objeto es, hoy en día, una buena forma de optimizar los tiempos, probar alternativas y comprobar ideas e hipótesis con alta precisión. El poder hacerlo desarrollando cada una de las partes del gemelo digital y los procesos que los relacionan por separado permite hacerlo poco a poco y al ritmo más conveniente. Hora de ponerse en marcha.
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Foto (CC) Alav Takil @ Unsplash. Iconos (CC) Iconduck.
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