Digital Twins 2: más cerca de la construcción del piloto del gemelo digital en planta.

PROYECTOS
18/12/2018
Los Gemelos Digitales son representaciones virtuales de dispositivos o procesos reales que permiten trabajar sobre los sistemas, sin afectar al proceso productivo real, en el desarrollo de nuevas aplicaciones de monitorización, simulación y optimización.

Los Gemelos Digitales se presentan como una tecnología disruptiva en la evaluación y simulación de procesos industriales, capaz de sacar el máximo partido a la transformación digital de planta que se llevará a cabo durante los próximos años.

Pero a pesar de ser un término de moda, abanderado de la transformación digital y la Industria 4.0, todavía está a un paso de convertirse en una realidad.

En este sentido, ITI ha continuado sus investigaciones en los dos frentes de actuación para derribar las barreras tecnológicas que existen actualmente, dificultando la implantación y desarrollo del concepto del gemelo digital en Industria 4.0.

DIGITALIZACIÓN DE PLANTA “DEPLOY & FORGET”

De cara a superar la barrera de la monitorización masiva, se ideó el sistema “CPS deploy & forget

ITI ha diseñado este sistema desde cero, para ofrecer una elevada sencillez en el proceso de instalación y puesta en marcha y conseguir la sensorización masiva de los recursos y parámetros de planta y sus procesos, así como su integración en los sistemas de supervisión de forma transparente y homogénea.

Además, se han agregado nuevas funcionalidades esenciales para su uso en procesos industriales y empresariales, en general:

  • Evolución en la pila de comunicaciones para hacerlas más robustas y que permitan trabajar de forma más fiable en entornos industriales, evitando las interferencias que puedan producir movimientos de personas, cargas y presencia de metales. Esta mejora implica que los sistemas inalámbricos trabajen de la mejor manera posible, sin perder datos.
  • Incorporación de capa de seguridad para IoT en Industria, para garantizar la identidad de equipos y personas, así como la integridad y confidencialidad de los datos intercambiados, manteniendo la sencillez de despliegue e instalación. Esta capa hace especial énfasis en los sistemas inalámbricos, más indefensos que los tradicionales sistemas cableados de planta.
  • Medición de flujos energéticos, tanto de sistemas productivos y equipamiento como de contadores eléctricos, lo que permite generar gemelos digitales que tengan en cuenta parámetros y objetivos de eficiencia energética.
  • Evolución de los Nodos digitalizadores. Se ha trabajado en versiones más robustas y versátiles de los nodos digitalizadores, en base a los requisitos y necesidades obtenidos de las empresas colaboradoras para diversos escenarios reales, lo que incluye una compatibilidad con más sensores y tecnologías de comunicación, así como protección IP67 (aislamiento polvo y agua en planta).

Todos estos desarrollos han aumentado la robustez y flexibilidad del sistema, añadido la interacción con los flujos energéticos de los procesos y mejorado la eficiencia energética de la producción.

BIG DATA ANALYTICS PARA GEMELOS DIGITALES

El prototipo desarrollado por ITI es capaz, gracias a la combinación de técnicas de Machine Learning y tecnologías Big Data Analytics, de trabajar con todos los datos sensorizados en directo para construir y simular Gemelos Digitales con una precisión muy elevada.

El sistema consigue, no sólo modelar fielmente el proceso o maquinaria representado, sino que potencialmente es posible usar los datos registrados en aras de mejorar los procesos productivos, evaluar nuevos planes de producción o aplicar estrategias de mantenimiento predictivo. Todo ello sin alterar el funcionamiento real de la máquina.

Durante el año 2018 se ha trabajado en la mejora de tres puntos clave del sistema:

  • El conjunto de tecnologías Big Data Analytics a emplear: Se han seleccionado y testeado un conjunto de tecnologías para implementar la gestión de la información y la interacción con el gemelo digital por parte del usuario.
  • Algoritmos de Machine Learning: Se han analizado y testeado algoritmos para mejorar la precisión de la simulación del modelo de gemelo digital con respecto a la anualidad anterior.
  • Visualización amigable: Se han creado una serie de componentes web de visualización para ayudar en el desarrollo de los paneles de control para futuros casos de uso.

Durante 2018, el proyecto Digital Twins ha avanzado en el desarrollo de ambas líneas de investigación evaluando nuevas técnicas y tecnologías de análisis que generen modelos más precisos.

En 2019 se integrarán ambos componentes para desarrollar un gemelo digital completo, que se instalará como piloto en la empresa colaboradora Euroatomizados. Este gemelo digital se evaluará en un escenario productivo real, lo que permitirá evaluar su funcionamiento y detectar las nuevas herramientas y servicios que puede ofrecer en la industria de manufactura.

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