Impacto de la Tecnología en la Industria: Industria 4.0 y Gemelo Digital (“Digital Twin”)

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Helena Flores Álvarez es Ingeniera Informática. Actualmente IT Director en GE Industrial Solutions, donde dirige un equipo internacional que implementa e integra soluciones tecnológicas que facilitan la transformación digital de las áreas de ingeniería y fabricación para adaptarlas a los requerimientos de la Industria 4.0. Mentora de Technovation, programa que inspira a las niñas en las disciplinas STEM.


La “Industria 4.0”, es uno de los conceptos que está de moda. Congresos, conferencias, artículos e informes dedicados a este tema así lo indican. Pero ¿qué es la Industria 4.0 y cuál es la tecnología que la hace posible?

La Industria 4.0, también conocida como Cuarta Revolución Industrial, consiste en la digitalización de los procesos productivos en las fábricas para hacerlos más eficientes.

La Primera Revolución Industrial, iniciada en la segunda mitad del siglo XVIII, usó agua y vapor para mecanizar la producción. Supuso la mayor transformación económica, social y tecnológica desde el neolítico. La segunda utilizó la energía eléctrica para crear la producción en masa. Es la época de los nuevos sistemas de transporte (coche y avión) y de comunicación (teléfono y radio) que provocan un profundo cambio en la economía que empieza a internacionalizarse y globalizarse.  La tercera utilizó la electrónica y la tecnología de la información para automatizar la producción. Ahora una Cuarta Revolución Industrial se está construyendo sobre la tercera y se caracteriza por una fusión de tecnologías que permiten el desarrollo de nuevos modelos de producción, en los que todos los elementos de la cadena están interconectados y se comunican entre sí, hasta el punto de que los productos pueden comunicarse con las máquinas.

La Cuarta Revolución Industrial se caracteriza por una fusión de tecnologías que permiten el desarrollo de productos personalizados y adaptados a las necesidades de los clientes #MujerTech @HelenaFlores1 Clic para tuitear

Estos nuevos modelos permiten desarrollar productos personalizados y adaptados a las necesidades de los clientes (“productos inteligentes”), flexibilizando los procesos productivos, pero manteniendo los niveles de eficiencia de una producción automatizada en masa.

Fases de la Revolución Industrial hasta la Industria 4.0


Habilitadores Digitales de la Industria 4.0

Las bases tecnológicas más relevantes en las que se apoya la Industria 4.0 son:

  • Internet Industrial de las Cosas (IIoT) y Cloud Computing (“la nube”): Consiste en dotar a las máquinas y objetos industriales de sensores que permiten recoger, almacenar e intercambiar datos utilizando la infraestructura de Internet.
  • Ciberseguridad: Juega un papel fundamental en la industria 4.0. Son muchos los objetos industriales que se van conectar para intercambiar información y poder controlar los sistemas de producción, por lo que se han de aplicar las medidas de protección adecuadas para prevenir ataques que puedan alterar su correcto funcionamiento.
  • Big Data: Las operaciones de fabricación generan cantidades masivas de datos, el Big Data permite gestionar y analizar la información para predecir fallos de maquinaria, anticipar las operaciones de mantenimiento y optimizar procesos.
  • Automatización y Robots industriales: Nueva generación de robot industriales colaborativos que trabajarán de forma estrecha con los humanos.
  • Realidad Aumentada y Realidad Virtual: Aunque su aplicación y desarrollo en procesos industriales está todavía en una fase inicial, permitirán mejorar el control de la fabricación y los procesos de mantenimiento.
  • Fabricación Aditiva e Impresión 3D: La fabricación de piezas construidas a partir de modelos 3D permiten una mayor personalización en el diseño de las piezas a fabricar y realizar prototipado rápido.
  • Integración de sistemas, habilitando el flujo de datos digital a lo largo del ciclo de vida del producto desde el diseño hasta su fabricación.

Bases tecnológicas más relevantes en las que se apoya la Industria 4.0

Gemelo Digital o Digital Twin

La clave de la Industria 4.0 es la hibridación o vinculación entre el mundo físico y el virtual para crear una industria inteligente.  En este sentido se ha desarrollado un nuevo concepto en la industria, el gemelo digital.

El gemelo digital o Digital Twin

Un gemelo digital o digital twin, es un modelo virtual vivo de un producto, proceso o servicio a lo largo de su ciclo de vida.

  • En la fase inicial de diseño, el modelo virtual se creará para representar y describir el producto que satisface los requisitos específicos del cliente.
  • Añadiremos información (etiquetas digitales) que lo dotarán de “inteligencia” para emitir instrucciones digitales sobre cómo tiene que ser fabricado. Solamente cuando virtualmente se consiguen satisfacer los requisitos de cliente y se valida el diseño, podemos empezar la fabricación física del producto.
  • Los diferentes procesos de fabricación se beneficiarán de la información en el modelo virtual y la usarán para dar instrucciones digitales a las máquinas, robots y operadores humanos para efectuar las operaciones requeridas.
  • Una vez fabricado y en funcionamiento, el modelo virtual queda emparejado al producto físico que representa mediante sistemas ciber-físicos y el internet industrial de las cosas (IIoT)
  • El gemelo digital combinará en tiempo real, los datos operativos transmitidos en directo desde los sensores del producto en funcionamiento, con toda la información digital de ese producto específico.
Un gemelo digital o digital twin, es un modelo virtual, vivo, de un producto, proceso o servicio a lo largo de su ciclo de vida ¿Y para qué sirve? #MujerTech @HelenaFlores1 Clic para tuitear

El gemelo digital o digital twin, permite:

  • La producción de piezas personalizadas y adaptadas a las demandas y requerimientos específicos de los clientes.
  • Reducir el “time-to-market”, mejorar la flexibilidad de los procesos de producción e incrementar la productividad, lo que determina la competitividad de las compañías.
  • Analizar en tiempo real como se comporta el producto y realizar predicciones fiables de cómo se comportará a futuro mejorando su funcionamiento y productividad.
  • La prevención de fallos y la correcta planificación de mantenimientos predictivos es una de las ventajas más importes y transformadoras que el gemelo digital puede tener en la industria.

Un gemelo digital o Digital twin, es un modelo virtual vivo de un producto, proceso o servicio a lo largo de su ciclo de vida.

Estamos inmersos en una revolución tecnológica que modificará la manera cómo vivimos, trabajamos y nos relacionamos tanto a nivel social como laboral. No obstante, como en todas las grandes revoluciones, este proceso de transformación solo beneficiará a aquellos que sean capaces de innovar y adaptarse al cambio.

El Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, conscientes de este reto, ha puesto en marcha la iniciativa Industria Conectada 4.0 para ofrecer apoyo y crear un entorno favorable para lograr la adaptación de la industria española a esta nueva realidad.

Si queréis saber más sobre la Cuarta Revolución Industrial, conocida como Industria 4.0 en Europa e Industria Conectada 4.0 en España, os recomiendo las píldoras formativas del Ministerio de Industria.

Un comentario Añadir valoración

  1. Nuria dice:

    Muchas gracias, Helena, artículo muy interesante!

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