La definición
Un gemelo digital es la representación digital de una máquina, un proceso o un producto que se mantiene sincronizada con su contraparte física, de modo que lo que pasa en la máquina se refleja en el modelo (ISO 23247-1:2021). Michael Grieves presentó el concepto en 2003 como un producto físico y uno virtual unidos por un flujo de datos.
Grieves cuenta en su white paper de 2014 que presentó la idea de un equivalente virtual y digital de un producto físico en 2003, en su curso ejecutivo de gestión del ciclo de vida del producto (PLM, por sus siglas en inglés) en la Universidad de Michigan, y que el nombre Digital Twin se lo atribuye a John Vickers, de la NASA. Su modelo tiene tres componentes y el que lo distingue es el último: las conexiones de datos e información que atan el producto virtual al físico. La ISO 23247-1:2021, que fija el marco del gemelo digital para manufactura, lo dice con lenguaje de norma: una representación digital adecuada a su propósito de un elemento observable de la manufactura, con sincronización entre el elemento y su representación. La norma cuenta ocho tipos de elemento observable: personal, equipo, material, proceso, instalación, entorno, producto y documentos de soporte.
Con una simulación, la diferencia está en el sentido del dato. Una simulación parte de supuestos y calcula lo que debería pasar. Grieves propone convertir la simulación de la fábrica digital, que intenta predecir cómo se va a fabricar el producto, en una réplica que muestra cómo se está fabricando. El gemelo puede correr simulaciones, y la ISO 23247 trata la simulación y la sincronización como requisitos distintos del marco, pero las alimenta con lo que mide la máquina. Con un modelo 3D pasa algo parecido: un CAD abierto a escala 1:1 en un visor, como hace Hololight Space, sirve para revisar un diseño, y Grieves describe los modelos 3D que algunas plantas ponen en terminales junto a las celdas como una referencia que una persona tiene que conectar a mano con la pieza física. En el caso de la línea de producción en realidad aumentada de Target Robotics, Fyware lo explica igual: un gemelo digital está conectado a los datos de la máquina y refleja lo que pasa en ella en ese momento, y lo que se entregó ahí fue visualización a tamaño natural.
Para quien compra, la pregunta útil es de dónde sale el dato. La norma no prescribe formatos de datos ni protocolos de comunicación, así que cada proyecto decide qué variables del controlador o de los sensores entran al gemelo, con qué frecuencia se actualizan, por qué protocolo viajan y quién mantiene la conexión cuando cambia la línea. En el caso del gemelo de un robot industrial, la capa hacia el controlador se especificó sobre OPC UA. Si el alcance no incluye esa conexión, el entregable es un modelo 3D o una simulación, y conviene que la propuesta lo diga así.
El metaverso industrial es el nombre que Siemens y NVIDIA dieron en junio de 2022 a su alianza para conectar Siemens Xcelerator con NVIDIA Omniverse, una plataforma de diseño 3D y colaboración, y combinar los modelos digitales basados en física de Siemens con la inteligencia artificial de NVIDIA. La nota de prensa habla de gemelos digitales con datos de desempeño al momento y de simulaciones inmersivas más accesibles.
