Gemelos digitales para el entorno construido

El entorno construido es intrínsecamente complejo, variado e impredecible. Podría decirse que esto ha hecho que sea más difícil transformar digitalmente los entornos más "controlados" como las fábricas modernas. Pero ahora, los grandes avances en las tecnologías ciberfísicas, combinados con la difuminación de las líneas divisorias de la industria, están abriendo enormes oportunidades para el cambio digital.

Una de las áreas de cambio más emocionantes es la aparición de los llamados "gemelos digitales". Se trata de representaciones virtuales de activos físicos reales, donde el gemelo digital se actualiza con el tiempo para reflejar con precisión lo real. Por ejemplo, un gemelo digital de una sección de vía férrea se actualizaría a medida que se mantuviera la vía o si hubiera algún problema con algún equipo de señalización.

Los gemelos digitales se basan en una serie de tecnologías e iniciativas existentes. Pueden verse como una evolución natural del Modelado de información de construcción (BIM) que ya está comenzando a representar digitalmente el entorno construido. Los sensores de Internet de las cosas (IoT) proporcionan datos esenciales para ayudar a convertir los modelos digitales en gemelos dinámicos y actualizados. A medida que estos datos aumentan en volumen y complejidad, la analítica y la inteligencia artificial son cada vez más importantes para conectar e interpretar estos datos, de modo que puedan mejorar la toma de decisiones.

Los beneficios

Las organizaciones que diseñan, construyen y mantienen activos pueden probar ideas en el gemelo antes de hacer algo con el activo real. Esto ahorra costes y reduce el riesgo de que las cosas salgan mal en el mundo físico. Preguntas como, "¿y si duplicamos la frecuencia de los trenes en ese tramo de vía?" o "¿qué pasa si actualizamos el equipo de HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) en uno de nuestros edificios?" se pueden ejecutar primero a través del modelo digital.

Los gemelos digitales se vuelven aún más potentes cuando se pueden usar para predecir lo que sucederá a continuación. El análisis en el modelo podría indicar cuándo es probable que falle el equipo de señalización o cuándo es necesario mantener las puertas de un vagón de tren. Los beneficios potenciales se extienden a lo largo de los ciclos de vida de los activos físicos en el entorno construido e incluyen:

• Mejores decisiones sobre el tipo, la escala y el momento de los activos necesarios (p. ej., cuándo necesitamos una nueva planta de energía o un nuevo tramo de carretera).
• Mejores decisiones sobre cuándo mantener o reemplazar activos.
• Mejora la seguridad y mitiga otros riesgos (por ejemplo, combinar gemelos digitales con realidad virtual (VR) para recorridos virtuales de túneles y equipos de túneles).
• Mayor eficiencia, desde el diseño hasta el mantenimiento, incluida una mayor productividad de la fuerza laboral y una reducción del desperdicio de materiales de construcción.
• Mejora de los servicios, como los servicios públicos y el transporte, que dependen de la infraestructura física

El premio podría ser sustancial. IDC ha estimado que los gemelos digitales podrían generar ganancias de innovación y productividad de hasta un 25% para las empresas G2000 para 2021. Mientras que McKinsey apunta a un déficit de productividad global de 1,6 billones de USD en la construcción; los gemelos digitales y la transformación tienen un papel importante que desempeñar para cerrar esta brecha con otras industrias.

Los desafíos

Uno de los mayores desafíos de la creación de gemelos digitales es la enorme complejidad de la tarea. Un gemelo digital integral, que abarque todo el entorno construido, necesitaría incluir millones de activos individuales y una gran cantidad de datos asociados.

Por ejemplo, si una empresa de construcción crea un gemelo digital de un solo edificio, debe ser utilizado por subcontratistas, fabricantes de dispositivos de IoT y gestores de instalaciones, todos los cuales usarían el gemelo de diferentes maneras y necesitarían conectarlo con conjuntos de datos cada vez más amplios.

De nuestras conversaciones con los principales actores en este espacio, es probable que algunos de los desafíos principales incluyan:

• Comprensión común de los gemelos digitales, respaldada por un lenguaje común
• Modelos comerciales y contractuales
• Seguridad y privacidad
• Interoperabilidad, incluidos modelos de datos y API
• Cambiar comportamientos para fomentar nuevas prácticas habilitadas digitalmente

¿Ya está sucediendo?

Los gemelos digitales podrían evocar la idea de un futuro de ciencia ficción lleno de avatares fantásticamente complejos. De hecho, el término ha estado en uso desde principios de la década del 2000 y algunos tienen sus orígenes en la NASA y el uso de gemelos físicos que los equipos en tierra podrían usar para probar y solucionar los problemas experimentados por las naves espaciales en vuelo.

Muchas organizaciones ya están comenzando a crear gemelos digitales de sus activos. Algunos fabricantes, en particular, consideran que los gemelos digitales son fundamentales para la transformación digital de sus negocios, servicios y cadenas de suministro.

También hay un creciente interés por parte del sector del entorno construido. Los especificadores, arquitectos, ingenieros, empresas de construcción, propietarios de activos y operadores están interesados ​​en utilizar gemelos digitales para aumentar la eficiencia y mejorar la calidad de los servicios a lo largo de los ciclos de vida de los activos. El informe "Datos para el bien público" de la Comisión Nacional de Infraestructura del Reino Unido fue un paso más allá y pidió la creación de un gemelo digital nacional, que podría, al final, convertirse en una forma de conectar a los gemelos individuales creados por una serie de organizaciones del sector público y privado.

El papel de las mejores prácticas

En este momento, hay mucha innovación espectacular en torno a los gemelos digitales. Esto tiene el potencial de generar enormes beneficios, pero solo si los diferentes gemelos y sus datos y tecnologías subyacentes pueden trabajar juntos.