Nos encontramos en un momento apasionante donde vemos en tiempo real como se está definiendo y gestando el auge de una nueva tecnología. Aunque en realidad, no tan nueva, pero es como suele pasar frecuentemente, un concepto que ya existía con casos de éxito al alcance de muy pocos, como el de la propia NASA, que se va haciendo menos exclusivo en su evolución.
Pero, ¿qué es y qué no es un gemelo digital? O más importante aún ¿Para qué sirve y quienes lo van a utilizar? Intentaremos dar nuestra visión sobre el asunto y de cómo en BIM6D estamos llegando a tener un enfoque interesante a nuestro parecer, y es que el gemelo digital está destinado a renovar por completo nuestro sector con prosperidad, gracias a la adopción de la digitalización como agente del cambio y conectando nuestro sector con otros de forma transversal y como ejemplo no queríamos desaprovechar la oportunidad de preparar una pequeña demo que ilustre lo que estamos hablando.
Esta aplicación conceptual creada con Autodesk Forge por nuestro equipo en BIM6D, representa un trozo de ciudad inteligente interconectada, donde múltiples sectores productivos y de uso habitual de los ciudadanos se monitorizan en tiempo real y se disponen al servicio del usuario, que podría consumir esos datos en función de su perfil de necesidades, o servir para la toma de decisiones estratégicas de las autoridades a largo o corto plazo, como por ejemplo actuar sobre múltiples servicios de emergencia y tomar acciones de cara a la seguridad de las personas si se desencadena un incidente, o más a largo plazo tomar decisiones de regeneración urbana con mayor eficacia para potenciar determinados aspectos socioeconómicos.
Historia
Seguramente uno de los primeros casos de uso más relevantes de gemelo digital, sin llamarlo así, ha sido a cargo de la NASA en sus primeros pasos hacia la exploración espacial en 1960, donde primero experimentaron con “tecnologías de emparejamiento” (un término predecesor del gemelo digital) que permitió a los ingenieros de la NASA salvar la misión del Apolo 13.
Pero la primera vez que vemos usado el término ha sido en el libro de David Gelernter “Mirror Worlds” de 1991(1), donde el describe un futuro donde anticipa que las personas verán la realidad a través de una pantalla de ordenador. Más tarde, en 2002, Michael Grieves (2) desde el Instituto de Tecnología de Florida aplicó el concepto de gemelo digital en el sector manufacturero donde propuso el gemelo digital como modelo conceptual para la gestión del ciclo de vida del producto (PLM).
El concepto, como suele pasar, se materializaba bajo diferentes denominaciones antes de que John Vickers de la NASA rescató de nuevo el terminó “gemelo digital” en 2010. Hoy en día, la NASA usa gemelos digitales para desarrollar nuevos sistemas de recomendación, hojas de ruta y el control y manejo de vehículos de “nueva generación” no tripulados, terrestres y aéreos.
Referencias actuales
El gemelo digital se está convirtiendo en una de las tecnologías más importantes debido a su potencial para mejorar el comportamiento de los sistemas, procesos y servicios, mediante la monitorización, control remoto y simulación de cualquier tipo de activo, pero, ¿qué es exactamente un gemelo digital? Algunas de las más prestigiosas organizaciones trabajando en la estandarización de las tecnologías de gemelo digital ya tienen sus propias definiciones y consideraciones:
“Un gemelo digital es una representación de las entidades del mundo real y sus procesos, sincronizados con una determinada frecuencia y fidelidad” (Digital Twin Consortium) (3)
“Un gemelo digital (DT) – también denominado sombra digital, replica digital o espejo digital – es una representación digital de un activo físico. Vinculados el uno con el otro, el activo físico y el gemelo digital intercambian datos regularmente a través de análisis durante el ciclo de vida PBOD (Performance-Based-Optimum-Design) de los activos y la fase de uso. Tecnologías como inteligencia artificial, machine learning, sensores y el internet de las cosas (IoT) permiten que tenga lugar la recopilación de datos y el intercambio de los mismos en el momento adecuado.” (buildingSMART International) (4)
Casos de Estudio
Uno de los primeros pasos a la hora de abordar la implementación de esta tecnología, al igual que ocurre con BIM, es preguntar al cliente o usuario final para qué se pretende usar, tener clara una estrategia de digitalización y elaborar protocolos, planes de negocio, una hoja de ruta que defina esos usos, además de todo aquello necesario para que ese fin sea posible, en base a estándares reconocidos en la medida de lo posible, pero sobre todo, en base a las necesidades reales de ese cliente, organización o proyecto concreto, y para ello entra en juego más que nunca la innovación y el I+D como pieza fundamental de toda implementación tecnológica.
En nuestro propio I+D que constituye la gran inversión que nuestra empresa realiza, ya hemos identificado determinados casos de uso que mostramos a continuación, pero que sin duda es una lista que se queda corta respecto a todo lo que podemos hacer con los gemelos digitales. A esta lista la denominamos “Qué podemos hacer con un gemelo digital”:
- Generar reportes de visualización de datos (Business Intelligence) de forma automatizada en base a plantillas, esas plantillas buscan determinados datos del proyecto en los modelos BIM-GIS (entorno virtual) y otros sistemas conectados (BMS, GMAO, EMS, IoT – entorno físico), el resultado es poder disponer múltiples cuadros de mandos que interactúan sobre el modelo digital y, por ende, sobre el activo físico que representan.
- Visualizar datos en múltiples formas para conseguir un mejor entendimiento de los mismos, datos estáticos, datos en tiempo real, datos históricos, datos agregados, comparativos, simulados, predictivos, datos representados en mapas de calor sobre el modelo digital o en gráficas de forma que podamos realizar múltiples filtrados de la información y categorizarla a diferentes niveles.
- Actuar sobre los sistemas y dispositivos conectados desde el gemelo digital, de especial relevancia desde la pandemia, lo cual nos llevará sin duda a conectar el gemelo digital ya no sólo con dispositivos fijos o portátiles como sensores o cámaras, sino a controlar drones para inspección remota, brazos robóticos y robots teledirigidos más o menos autónomos. Se aproxima un futuro cercano apasionante para la industria.
- Gestionar el ciclo de vida de los activos, desde su fase de diseño, construcción hasta la fase de uso y operaciones, al mantenimiento y gestión del activo, lo cual dará como resultado datos que serán la clave para mejorar los procesos productivos e industrializar la construcción con técnicas de prefabricado, uso de materiales reciclables y la gestión de residuos de forma eficiente, así como una mejor gestión de los sistemas y servicios que se desarrollan.
Gemelo digital en AECO
Citando a grandes organizaciones inmersas en la estandarización del gemelo digital en nuestro sector, quisiéramos destacar dos definiciones en concreto:
“Un gemelo digital combina datos que describen lo físico en formato digital. Dentro del sector de la construcción, un gemelo digital es una representación realística de los activos, sus procesos y sistemas” (Digital Built Britain)
Y por último un gráfico de Microsoft que se mostró en una de las sesiones de divulgación en el Digital Twin Consortium, organización de la que somos miembros desde 2020, donde explica el ciclo de vida de los activos desde el punto de vista del tipo de datos.
Para nosotros, un gemelo digital, a día de hoy (que no será lo mismo dentro de unos años sin duda) el gemelo digital para AECO que ya podemos poner en práctica lo definimos como:
“Un ecosistema digital que integra tecnologías existentes dedicadas a la gestión y mejora del comportamiento de los activos, que procesan datos automáticamente que provienen del activo real como sensores, sistemas de gestión del activo y mantenimiento (BMS, EMS, GMAO, Scada, etc.), gestores de recursos y de negocio (ERP, CRM) y otras plataformas, y que se integran con un entorno común de datos (CDE) de forma que podamos representar analíticas de datos de forma sincronizada sobre entornos digitales BIM, GIS y otros, operar desde la nube y ofrecer aplicaciones multiplataforma para poder gestionar de forma remota los activos (móvil ,web, VR, AR, etc.).
De forma que la diferencia entre ese ecosistema digital y el gemelo digital sea la capacidad de simular y predecir el futuro de los sistemas y procesos que gestiona, mediante uso de Big Data e inteligencia artificial y así poder tomar decisiones en tiempo real en base a la información obtenida así como optimizar y mejorar los comportamientos de los sistemas energéticos, la trazabilidad circular de los activos, la experiencia de los usuarios e integrar balances de oferta y demanda de energías renovables, agua y movilidad, entre otros”.
En BIM6D hemos desarrollado un revolucionario ecosistema digital capaz de dar respuesta a los requerimientos actuales del sector, llamado POWERBIM.
Propósitos globales el gemelo digital
Por último, resaltar la importancia de incorporar a toda tecnología, como la del gemelo digital, de un fin global positivo, y esto se debe hacer desde las instituciones. Se han de incorporar de forma necesaria la mejora en determinados indicadores que respondan a fines positivos globales como la lucha contra el cambio climático, -la contribución a favor de la salud y bienestar de los ciudadanos, el acceso seguro y abierto a la información en tiempo real y la creación de nuevos modelos de negocio tecnológicos
En esta línea, en BIM6D nos estamos aventurando a interpretar este gemelo digital con fines globales positivos, a una escala de comunidad, y atacando determinados indicadores estratégicos que serán clave incorporar para que podamos tener un futuro mejor como sociedad:
Autores
Fernando Morales, Frederic Gil, Gonzalo Garriga, Efrén García, Brandon Quiroz, Juan Ruiz BIM6D Consulting & Performance
BIM6D Consulting es una empresa de digitalización del sector AECO localizada en Barcelona. Proporcionamos servicios de digitalización basados en metodología BIM aplicado a proyectos en todas sus fases y desarrollo de aplicaciones para todo tipo de compañías y organizaciones y múltiples tipologías edificatorias, destacando grandes hospitales, rascacielos o centros logísticos.
Combinamos tecnología con experiencia profesional en el sector AECO y nuestro equipo está integrado por arquitectos, ingenieros y programadores integrando los conocimientos de cada disciplina. Utilizamos tecnologías 4.0 disruptivas como realidad virtual o aumentada, business intelligence, IoT, machine Learning y computación en la nube, todo para integrar BIM a múltiples sistemas de gestión de edificios e infraestructuras y prueba de ellos es el producto POWERBIM, una plataforma propia de gemelo digital para gestionar el ciclo de vida de los activos.
Referencias
1. Gelernter, David Hillel (1991). Mirror Worlds: o el día en que el software pone el universo en una caja de zapatos: cómo sucederá y qué significará. Oxford; New York: Oxford University Press
2. Grieves, M., Sistemas de productos virtualmente inteligentes: gemelos digitales y físicos, en Ingeniería de sistemas complejos: teoría y práctica, S. Flumerfelt, et al., Editores. 2019, Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica
3. https://www.digitaltwinconsortium.org/
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