Cómo la innovación, la eficiencia y la inteligencia en todo el ecosistema de infraestructura están encontrando un espíritu afín en los gemelos digitales.

Profundizando en algunos puntos de mi publicación anterior sobre la creación de ecosistemas de innovación, he aquí un vistazo a cómo los gemelos digitales , que sirven como puente entre los dominios físicos y digitales, se basan en datos históricos y en tiempo real, así como en modelos de aprendizaje automático, para proporcionar una representación virtual de objetos físicos, procesos y sistemas.

Keith Bentley, del desarrollador de software Bentley Systems, describe los gemelos digitales como la mayor oportunidad para la contribución de valor de TI a la industria de la infraestructura física desde la computadora personal, y se utilizan en una amplia variedad de industrias , brindando a las empresas información sobre el mantenimiento y las formas de optimizar la fabricación . cadenas de suministro

Para 2026, se espera que el mercado mundial de gemelos digitales alcance los 48 200 millones de dólares, según un informe de MarketsAndMarkets.com, y las industrias de infraestructura e ingeniería arquitectónica y construcción (AEC) son parte integral de este crecimiento. Todo, desde edificios, puentes y estructuras de estacionamiento, hasta líneas de agua y alcantarillado, carreteras y ciudades enteras, está listo para aprovechar el valor de los gemelos digitales.

He aquí un vistazo a cómo los gemelos digitales están alterando el statu quo en la industria de la infraestructura, y por qué los líderes de TI e innovación en las empresas de infraestructura y AEC harían bien en capitalizarlos.

Rediseño del modelo de negocio

Durante décadas en la industria AEC, el trabajo se ha realizado proyecto por proyecto utilizando el diseño asistido por computadora (CAD) y, más recientemente, el software de modelado de información de construcción (BIM) para crear entregables 2D y 3D específicos. La industria ahora se está moviendo hacia conjuntos integrados de herramientas y nubes industriales, que abren la puerta a nuevos modelos comerciales, ecosistemas industriales y formas de trabajo más colaborativas.

A medida que avanza el uso de los gemelos digitales, también se abren nuevas posibilidades de ingresos por rentas vitalicias para que las firmas AEC administren y mantengan gemelos digitales de infraestructura para sus clientes.

Estos nuevos modelos comerciales están alterando la industria de la infraestructura y reconfigurando las oportunidades a medida que la industria se adapta a las nuevas formas de trabajar. Es probable que los gemelos digitales hagan por el espacio de la infraestructura lo que varios modelos de plataforma ya han hecho por los servicios de música, libros, comercio minorista y economía de conciertos.

Debido al modelo de negocio de la plataforma basada en la nube, se abrirán posibilidades no solo para los servicios de operaciones y mantenimiento en torno a los modelos de gemelos digitales centrales, sino también para los servicios digitales de valor agregado envueltos en estos gemelos, como la visualización, la colaboración, la seguridad física y cibernética, los datos. análisis y mantenimiento preventivo habilitado por IA.

Además, los desarrolladores de infraestructura pueden asociarse con proveedores de gemelos digitales y el ecosistema circundante de proveedores de servicios para beneficiarse de la venta del activo físico, así como del suministro de servicios digitales continuos a través de modelos de gemelos digitales. Con el tiempo, estos servicios basados ​​en suscripción podrían agregar una cantidad significativa al precio de venta original. Por ejemplo, un proyecto inmobiliario de 100,000 pies cuadrados podría generar 1 millón de dólares en ingresos adicionales durante cinco años de servicios relacionados con gemelos digitales, y casi el 80% del valor de vida útil de un activo se realiza en operaciones.

Casos de uso de gemelos digitales y ROI

El conjunto completo de casos de uso de gemelos digitales abarca muchas áreas, pero una de las más grandes es ayudar a que la infraestructura se vuelva más eficiente, resistente y sostenible. Dado que el 70 % de las emisiones de carbono del mundo tienen algún vínculo con la forma en que se planifica, diseña, construye u opera la infraestructura, los gemelos digitales pueden ayudar con visibilidad e información para tomar decisiones en tiempo real. Usando nuestro ejemplo anterior, si un edificio de 100,000 pies cuadrados tiene 200,000 dólares en costos anuales de mantenimiento, el gemelo digital puede ahorrar un 25% de eso y agregar un valor adicional de 160,000 dólares en términos de beneficios ambientales, de seguridad y de usabilidad, como reserva de salas de reuniones, espacio análisis de utilización y visibilidad del proceso.

Otro caso de uso se relaciona con la seguridad de los trabajadores. Los inspectores de puentes, por ejemplo, a menudo todavía se suspenden de las cuerdas, pero con las inspecciones de puentes basadas en drones, como las de Manam que capturan la fotogrametría utilizada para ensamblar un gemelo digital 3D, ahora pueden trasladar gran parte del proceso de inspección a la oficina. Esto ahorra tiempo y reduce en gran medida el riesgo de lesiones. Dado que cada estado de los EE. UU. suele tener decenas de miles de puentes para inspeccionar, el retorno de la inversión para los departamentos de transporte estatales se vuelve muy significativo. Sin embargo, los inspectores de puentes aún necesitan salir al campo con herramientas, pero el modelo 3D proporciona una técnica adicional para una inspección visual rápida, un análisis detallado e incluso defectos detectados por IA.

Y desde una perspectiva de seguridad, un gemelo digital para el Capital One Arena en Washington DC, por ejemplo, actúa como campo de pruebas para las últimas innovaciones en conjuntos de sensores de edificios inteligentes para ayudar a los socorristas a priorizar rápidamente las áreas de búsqueda y rescate cuando ocurren emergencias.

Un sistema de registro en tiempo real

Al abordar el ciclo de vida completo desde la construcción hasta las operaciones y el mantenimiento, los gemelos digitales de infraestructura proporcionan un sistema de registro y una única fuente de información para todas las partes involucradas. El enfoque BIM anterior era el sistema de registro durante las fases de planificación, diseño y construcción de un proyecto, pero generalmente se detenía una vez que se realizaba la entrega a los operadores del edificio.

Como sistema vivo de registro, el gemelo digital fusiona la representación visual y geométrica del activo, proceso o sistema con los datos de ingeniería, datos de TI y datos operativos (como IoT y SCADA), todo en una representación en tiempo real de el activo físico.

Sin gemelos digitales, los arquitectos a menudo no tienen visibilidad del lado operativo de sus diseños, algo que podría ser valioso para la retroalimentación y la mejora continua con el fin de modificar y refinar los diseños con el tiempo.

Para propietarios y operadores, el gemelo digital proporciona un modelo virtual actualizado que pueden ver en cualquier momento desde cualquier lugar. También tienen visibilidad del rendimiento de estos activos, incluidos indicadores pasados, presentes y futuros.

La visualización y el metaverso

Para sistemas complejos como edificios, la visualización, incluidas las representaciones, los videos y AR/VR/XR, es un elemento indispensable para desbloquear claramente los beneficios de los gemelos digitales mediante la comunicación de planes e ideas. La inspección AR, en particular, ayuda a los administradores del sitio a señalar inmediatamente los errores para ahorrar tiempo y costos. También pueden escanear códigos QR en el sitio para inspeccionar los datos de gemelos digitales asociados con cualquier equipo físico en la instalación, como sistemas HVAC o equipos mecánicos, eléctricos y de plomería (MEP). Y en modo VR, pueden realizar inspecciones remotas de todas las capas de datos integradas en el modelo de gemelo digital a través de vuelos.

“Hemos visto una aceptación en los gemelos digitales en vivo en los últimos meses”, afirma Martin Rapos, director ejecutivo del desarrollador de BIM 3D Akular. “Además de la integración maestra de datos de construcción para romper IoT y otros silos de sistemas de construcción, existe una mayor necesidad de visualización avanzada, donde los datos deben geolocalizarse y etiquetarse con precisión en archivos 2D o 3D. El uso de VR, MR y dispositivos móviles para trabajar con el gemelo digital también está en aumento, lo que permite a los constructores y operadores de activos llevar el gemelo digital de la oficina al sitio, que es lo que la industria ha estado tratando de lograr durante años.”

Como también discutí en mi publicación anterior, la integración de herramientas y capacidades de visualización en soluciones de gemelos digitales es clave para la pila de tecnología y el ecosistema general para que los clientes puedan visualizar y colaborar mejor en torno a decisiones operativas o de diseño con respecto a sus activos físicos. En comparación con otras industrias, la infraestructura ha tardado en transformarse digitalmente. Pero durante los próximos dos años, es probable que el cambio a los gemelos digitales pase a la corriente principal temprana e impulse la industria hacia adelante, por lo que los CIO y los ejecutivos que trabajan en la industria deben observar estos desarrollos de cerca y estructurar sus propias estrategias de gemelos digitales para encontrar la mejor manera de desbloquear su potencial.

Nicholas D. Evans, CIO.com