Desarrollar y representar gemelos digitales mediante realidad virtual, objetivos principales de un nuevo proyecto de AIDIMME

Los Gemelos Digitales (GD) son representaciones virtuales y dinámicas de sistemas, productos o servicios que permiten simular, con mayor o menor grado de detalle, el comportamiento de los mismos incluso antes de existir físicamente.

Para crear estas representaciones virtuales se debe establecer en un lenguaje comprensible a nivel computacional la relación causa-efecto entre los elementos fundamentales del sistema a reproducir.

La forma de establecer estas relaciones puede ser diversa: por ejemplo, si se trata de simular el comportamiento de un producto que no existe, se deben establecer y depurar ecuaciones teóricas que reflejen la realidad física.

Cuando se trata de crear GD de procesos que ya existen, se pueden aplicar las ecuaciones que describen teóricamente el proceso, si las hay, aunque normalmente la realidad es muy compleja, y utilizar esta estrategia puede convertir el problema en inabordable.

Por ello, para crear GD de procesos existentes se suele extraer la información que genera el proceso mediante sistemas ciberfísicos (CPS). Con esta información obtenida en tiempo real, junto con la información histórica adecuada para el fin perseguido y con la aplicación de técnicas de Machine Learning, es posible obtener un modelo de alta precisión cuyo comportamiento se asemeja fielmente al del sistema real.

En cualquier caso, la construcción del modelo de un proceso mediante esta tecnología de GD requiere personal muy cualificado, además del uso de recursos informáticos especializados o plataformas relativamente complejas de utilización general (como PREDIX, MINDSPHERE, THINGWORX y otras).  Además está la dificultad añadida que supone el desarrollo desde cero de cualquier Gemelo Digital de cualquier proceso, especialmente haciendo referencia a procesos de manufactura o procesos continuos.

La complejidad del desarrollo de gemelos digitales provoca que solo un número reducido de empresas pueda disponer de tecnologías de esta naturaleza para caracterizar sus sistemas productivos.

Ejemplo de gemelo digital en cohete espacial

Para facilitar el acceso a esta tecnología por parte de las pymes de la Comunidad Valenciana, el proyecto DIGITUIN – Desarrollo de una infraestructura digital para la construcción de modelos de procesos mediante gemelos digitales,  propone dos objetivos complementarios:

  • Generar un modelo constructivo de gemelos digitales, basado en el desarrollo de módulos genéricos representativos de “procesos tipo”. Estos módulos serán adecuados para modelizar todo el conjunto de procesos a los cuales representan, siendo necesario concretar en cada caso determinados parámetros que serán los característicos de cada proceso particular.  Mediante el uso de técnicas de Transfer Learning se podrá transferir los modelos predictivos creados en un proceso, a procesos similares que utilicen los mismos módulos genéricos, simplificando el desarrollo y acortando mucho el tiempo de puesta en operación del GD.

  • Desarrollar una interfaz, basada en Realidad Virtual, para la interacción con el gemelo digital. Esta interfaz permitirá al personal la interacción con el Gemelo Digital en dos aspectos: visualización de datos y realización de simulaciones.  La diferencia con las interfaces habituales (las más avanzadas son modelos 3D) es el grado de inmersión en el proceso, y la interacción mucho más intuitiva que con un esquema plano.

Estas herramientas, permitirán la construcción de gemelos digitales a empresas medianas y pequeñas que hasta la fecha no disponían de los recursos, o conocimientos necesarios, para incorporar este tipo de modelos en sus procesos productivos.

DIGITUIN – DESARROLLO DE UNA INFRAESTRUCTURA DIGITAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DE PROCESOS MEDIANTE GEMELOS DIGITALES

Número de proyecto: 22100064
Expediente: IMDEEA/2021/52
Duración: Del 01/07/2021 al 30/06/2022
Coordinado en AIDIMME por: SÁNCHEZ ASINS,JOSÉ LUIS
Línea de I+D: INDUSTRIA 4.0

Este proyecto está financiado por el IVACE, con participación de los fondos FEDER, en la convocatoria de proyectos desarrollados por Centros Tecnológicos en colaboración con empresas.

Para más información contacte con AIDIMME.

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José Luis Sánchez Asins

TECNOLOGÍAS Y PROCESOS • TIC & Desarrollo Industrial • Responsable Desarrollo Industrial