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El mercado del gemelo digital: Analizando el crecimiento y las tendencias emergentes

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El mercado del gemelo digital: Analizando el crecimiento y las tendencias emergentes Imagen: IoT Analytics
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El mercado de gemelos digitales está en expansión, con una CAGR proyectada del 30% entre 2023 y 2027. A nivel mundial, el 29% de las empresas manufactureras ha implementado estrategias de gemelos digitales. Se ha observado un aumento del 11% en puestos de trabajo relacionados desde octubre de 2021. El informe destaca ocho tendencias clave, de las cuales se analizan cuatro en este artículo.

IoT Analytics, proveedor líder de perspectivas de mercado e inteligencia empresarial estratégica para Internet de las Cosas (IoT), IA, Cloud, Edge e Industria 4.0, ha publicado hoy un nuevo análisis, basado en el informe de 233 páginas 'Digital Twin Market Report 2023-2027'. El informe destaca ocho tendencias notables que ayudan a avanzar y promover los gemelos digitales. Cuatro de estas tendencias se discuten en detalle en este análisis. Estas tendencias están configurando el futuro del mercado de los gemelos digitales e influyendo en las prioridades de inversión de las empresas de diversos sectores.

Citas clave

Mohammad Hasan, analista de IoT Analytics, comenta: "Los gemelos digitales están diseñados para atender a una amplia gama de industrias. Esta versatilidad en su aplicación, aunque impulsa la demanda de gemelos digitales, también complica el proceso de estandarización. Por ejemplo, un gemelo digital utilizado en la gestión de la cadena de suministro difiere significativamente de otro diseñado para infraestructuras inteligentes. Cada aplicación exige normas únicas que se ajusten a sus requisitos y contextos operativos específicos. La ausencia de una norma única para los gemelos digitales indica que la tecnología aún se encuentra en las primeras fases de desarrollo y que organizaciones como la Asociación de Gemelos Digitales Industriales y el Consorcio de Gemelos Digitales deben realizar un esfuerzo considerable".

Los datos de nuestro Informe sobre el mercado de los gemelos digitales 2023-2027 indican que el 29 % de las empresas manufactureras mundiales han implantado total o parcialmente sus estrategias de gemelos digitales, lo que supone un notable aumento con respecto al 20 % de 2020. Además, la proporción de estas empresas que no contemplan la implementación de gemelos digitales parece haberse reducido al 9% en 2023, frente al 33,6% en 2020.

En apoyo de esta tendencia, un análisis de las ofertas de empleo en SimplyHired sugiere una creciente demanda de experiencia en gemelos digitales. Las ofertas que mencionan "gemelo digital" aumentaron un 11% en octubre de 2023 en comparación con los dos años anteriores, mientras que las ofertas para la mayoría de los demás temas tecnológicos disminuyeron en el mismo periodo. En particular, entre los 60 conjuntos de habilidades relacionadas con la tecnología que rastreamos, las habilidades relacionadas con el gemelo digital experimentaron uno de los crecimientos más significativos.

Basándonos en estas observaciones y en otros datos de nuestro informe, nuestra proyección actual estima que el mercado mundial de gemelos digitales podría crecer a una CAGR de aproximadamente el 30% entre 2023 y 2027.

En el contexto de este mercado en crecimiento, el informe señala ocho tendencias que ayudan a promover el avance y la adopción de los gemelos digitales. Aquí nos centraremos en cuatro:

1- Gemelos digitales desplegados para cumplir objetivos de sostenibilidad
2- Gemelos digitales empleados como sensores virtuales en condiciones complejas
3- Asociaciones entre hiperescaladores en la nube y especialistas en OT y simulación
4- Iniciativas que promueven la interoperabilidad de los gemelos digitales en sistemas multifacéticos.

Antes de sumergirnos en estas tendencias, y para proporcionar contexto, es útil entender cómo IoT Analytics define los gemelos digitales y el mercado de gemelos digitales.

Definición de los gemelos digitales y del mercado de gemelos digitales

En nuestro artículo de marzo de 2023 Decoding Digital Twins, definimos los gemelos digitales como un modelo virtual que replica el comportamiento de un activo, sistema o múltiples sistemas existentes o potenciales en el mundo real. Esta definición capta un concepto macro de los gemelos digitales, pero nuestro informe y el artículo anterior presentan un modelo cuboide tridimensional para ayudar a clasificar los gemelos digitales y poder realizar comparaciones entre ellos. Cada eje del cuboide representa una dimensión de un gemelo digital:

1- Fase del ciclo de vida: El eje X representa las seis fases del ciclo de vida para las que se utiliza un gemelo digital, desde el diseño hasta el desmantelamiento.
2- Niveles jerárquicos: El eje Y representa los cinco niveles jerárquicos de un gemelo digital, desde la información hasta el multisistema.
3- Utilización/objetivo de la aplicación: El eje Z representa los siete usos más comunes de los gemelos digitales, como la simulación y la predicción.

Según este modelo, existen 210 combinaciones potenciales (5 x 6 x 7 = 210); sin embargo, nuestra investigación indica que muchas iniciativas de gemelos digitales se adaptan a múltiples combinaciones.

En cuanto al mercado de los gemelos digitales, nuestro modelo de mercado sólo tiene en cuenta el gasto en software para gemelos digitales, que desglosamos en dos ámbitos:

- Mercado de gemelos digitales amplio: incluye los ingresos de todas las soluciones de software que proporcionan capacidades que se utilizan para los gemelos digitales, como las soluciones que integran fuentes de datos en un gemelo digital y son capaces de realizar simulaciones, visualizaciones y predicciones.

- Mercado estrecho de gemelos digitales: sólo tiene en cuenta el gasto en software específico para gemelos digitales, como el software destinado a modelar los datos de los gemelos digitales.

Aunque el hardware y los servicios relacionados con los gemelos digitales pueden reforzar las capacidades del software de gemelos digitales, sólo los consideramos servicios de apoyo para el software, y no los tenemos en cuenta en nuestro modelo de mercado de gemelos digitales. Dicho esto, esta capacidad de reforzar las capacidades significa que pueden ayudar al crecimiento del mercado de los gemelos digitales, como se muestra en algunas de las tendencias a continuación.

Tendencias del mercado del gemelo digital

A continuación analizaremos cuatro tendencias que contribuyen al crecimiento del mercado de gemelos digitales.

[Tendencia 1] Los gemelos digitales se despliegan para cumplir los objetivos de sostenibilidad

La sostenibilidad se debatió en aproximadamente el 21% de las últimas llamadas de los CEO sobre resultados y ha seguido siendo un tema constante a lo largo de 2023. Esto concuerda con el análisis de nuestro informe, según el cual la persecución de objetivos de sostenibilidad es un factor macro de viento de cola para el mercado de los gemelos digitales.

Para alcanzar sus objetivos de sostenibilidad, muchas empresas están explorando los gemelos digitales. Gracias a su capacidad para simular las condiciones del mundo real y ofrecer información en tiempo real, las organizaciones pueden optimizar el uso de los recursos, reduciendo las emisiones de carbono y mejorando las redes de suministro y transporte.

Según el informe 2022 digital twins de Capgemini Research Institute, el 57% de las organizaciones coincidieron en que uno de los principales impulsores de sus inversiones en gemelos digitales era mejorar su sostenibilidad, y el 51% coincidió en que los gemelos digitales ayudarían a alcanzar los objetivos de sostenibilidad medioambiental de su organización.

En nuestro informe, un antiguo vicepresidente de un proveedor de automatización industrial afirmó: "Las soluciones digitales proporcionan la visibilidad, el análisis y la perspectiva necesarios para abordar los retos inherentes a los objetivos de sostenibilidad. Una estrategia de gemelos digitales como parte de un plan general de digitalización puede ser una capacidad crucial para las industrias intensivas en activos y necesita abarcar todo el ciclo de vida de los activos, el proceso y la cadena de valor, desde el diseño y las operaciones hasta el mantenimiento y la planificación empresarial estratégica."

Ejemplo: Aden, un proveedor chino de servicios integrados para instalaciones, creó un gemelo digital para uno de sus centros comerciales en Chengdu (China). El gemelo digital se diseñó para ayudar a los gestores de instalaciones a inspeccionar, mantener y reparar los activos del edificio. Las simulaciones en 3D ayudan a los gestores de instalaciones a visualizar, predecir y optimizar el consumo de energía, y entre los beneficios esperados se incluyen un menor consumo anual de energía, agua y residuos.

[Tendencia 2] Gemelos digitales empleados como sensores virtuales en condiciones complejas

Los sensores virtuales aproximan datos que de otro modo no podrían obtenerse mediante sensores físicos, a menudo debido a que éstos son poco prácticos, costosos o peligrosos de emplear. Las empresas construyen ahora gemelos digitales para modelar el hardware y calcular datos basados en otras condiciones. Esto no sólo permite recopilar datos de equipos complejos, sino que también permite a los operadores hacer un seguimiento del rendimiento de los equipos y predecir el mantenimiento y los tiempos de inactividad.

Ejemplo: En aplicaciones con motores de gran tamaño, como los que bombean grandes volúmenes de gas, aceite u otros productos químicos, los operarios deben controlar la temperatura de los motores, sobre todo si son de alta potencia y se arrancan repetidamente. Si un motor se calienta demasiado durante un rearranque, los componentes podrían sufrir graves daños. Desgraciadamente, el uso de un sensor físico directo dentro del motor suele ser poco práctico, y los operarios deben trabajar a partir de un tiempo supuesto que tarda el motor en enfriarse (con un tiempo de seguridad adicional). Esto significa que los motores pueden estar parados más tiempo del necesario, lo que afecta a la eficiencia y a los ingresos.

Para resolver este problema, Siemens ha desarrollado un prototipo de sensor virtual basado en un gemelo digital. Ofrece una simulación de cómo funcionaría un sensor físico si fuera posible instalarlo en un motor. Utilizando auriculares de realidad aumentada, los operarios pueden ver una simulación del motor y su interior con un demostrador superpuesto, y pueden ver la temperatura del motor.

[Tendencia 3] Asociaciones forjadas en las nubes: los hiperescaladores se asocian con especialistas en OT y simulación

En los últimos años, los hiperescaladores en la nube como AWS y Microsoft Azure han introducido plataformas de gemelos digitales, por ejemplo, AWS IoT TwinMaker y Azure Digital Twins, que permiten interconectar varias fuentes de datos y crear una topología de gemelos digitales. Sin embargo, estas empresas son conscientes de que no pueden ofrecer soluciones de gemelos digitales de extremo a extremo por sí solas, por lo que se están asociando con empresas de OT y simulación para añadir capacidades a sus redes.

Hiperescaladores y empresas de OT

Las empresas de OT proporcionan capacidades de gestión de datos industriales y conexiones a millones de activos físicos locales. Al asociarse con hiperescaladores, las empresas de OT pueden llegar a un público más amplio que busca soluciones de transformación digital ofreciendo ventajas típicas de la nube como almacenamiento y potencia de cálculo.

Ejemplo: En 2021, Siemens y AWS anunciaron una expansión de su asociación, con la tecnología de gemelos digitales como un área de enfoque. Las empresas pretendían acelerar la adopción de Siemens Xcelerator y democratizar nuevas soluciones de gemelos digitales mediante AWS IoT TwinMaker, un servicio destinado a hacer más rápida y sencilla la creación de gemelos digitales que incorporen múltiples fuentes de datos.

Hiperescaladores y empresas de simulación

Las empresas de simulación aportan experiencia especializada en la creación de modelos precisos y de alta fidelidad de entidades físicas, ya sea maquinaria, edificios o ecosistemas completos. Al asociarse con un hiperescalador, las empresas de simulación pueden aprovechar el almacenamiento de datos y la potencia de cálculo de estos servicios en la nube para crear gemelos de datos más robustos, sensibles y precisos que pueden escalarse e integrarse sin problemas en ecosistemas de TI más amplios.

Ejemplo: En 2023, Ansys y Microsoft anunciaron una asociación para ayudar a los clientes a imaginar gemelos digitales a gran escala. En colaboración con Tata Consultancy Services, Ansys y Microsoft integraron las capacidades de simulación basadas en la física de Twin Builder de Ansys con datos de Azure Digital Twin e IoT para permitir a los usuarios de Twin Builder ejecutar escenarios y obtener predicciones sobre cómo se comportarán sus sistemas.

[Tendencia 4] Iniciativas que fomentan la interoperabilidad de los gemelos digitales entre sistemas de distintos proveedores

El acuerdo sobre normas de integración entre los distintos proveedores de tecnología de gemelos digitales es crucial para crear gemelos digitales entre sistemas. Gracias a las normas, los fabricantes pueden ofrecer servicios aplicables a situaciones únicas con otras tecnologías y programas informáticos de gemelos digitales.

Conscientes de ello, los países y las organizaciones industriales han tomado varias medidas para abordar esta necesidad:

Plattform Industrie 4.0 y CESMII.
Plattform Industrie 4.0 y el Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII) se asociaron para establecer normas destinadas a los fabricantes de Alemania y Estados Unidos con el fin de mejorar la competencia inteligente y sostenible. La asociación abordó retos similares relacionados con la Industria 4.0 y la Fabricación Inteligente.

Marco de interoperabilidad de gemelos digitales del DTC.
El Digital Twin Consortium (DTC), una asociación de colaboración de expertos de la industria, el mundo académico y el gobierno, publicó el Digital Twin System Interoperability Framework para "unificar un ecosistema naciente de servicios de alto valor y múltiples proveedores que pueden "conectarse" sin problemas a un sistema de sistemas multidimensional e interoperable."

Colaboración entre DTC e IDTA
DTC y la Industrial Digital Twin Association (IDTA) anunciaron un acuerdo de enlace para colaborar en los requisitos de estandarización, permitir la interoperabilidad a través de debates, alinear el trabajo en dominios horizontales y colaborar en proyectos de código abierto, contribuciones e implementaciones de referencia.

Colaboración entre DTC y la Fundación OPC
DTC y la Fundación OPC anunciaron un acuerdo de enlace para "acelerar el desarrollo y la adopción de tecnologías que permitan gemelos digitales", promoviendo normas y procesos de interoperabilidad para avanzar en el uso de gemelos digitales en la fabricación en múltiples industrias.

Consideraciones para los proveedores de gemelos digitales

3 preguntas que los proveedores de gemelos digitales deberían plantearse basándose en los resultados de las investigaciones analizadas en este artículo:

1- Objetivos de sostenibilidad: Dado el énfasis en la sostenibilidad y el papel de los gemelos digitales en su consecución, ¿está la solución de gemelos digitales de mi empresa bien equipada para apoyar los objetivos de sostenibilidad? ¿Necesitamos desarrollar nuevas funciones?

2- Interoperabilidad: ¿Está nuestra solución de gemelos digitales diseñada actualmente para ser interoperable con otros sistemas y tecnologías, especialmente los de distintos proveedores?

3- Desarrollo de productos: ¿En qué medida está alineada nuestra hoja de ruta de desarrollo de productos con las tendencias emergentes destacadas en el informe, especialmente en torno al usuario final y los avances tecnológicos?

Consideraciones para los adoptantes

Tres preguntas que los usuarios deberían plantearse basándose en los resultados de la investigación analizados en este artículo: 1- Preparación de la infraestructura: ¿Disponemos de la infraestructura y los recursos necesarios para respaldar la implantación y el uso eficaz de los gemelos digitales? Si no es así, ¿qué inversiones son necesarias?

2- Integración de datos: ¿Hasta qué punto son compatibles nuestras fuentes y sistemas de datos actuales con las tecnologías de los gemelos digitales, especialmente en lo que respecta a los datos de los sensores (tanto físicos como virtuales/soft)?

3- Interoperabilidad: Dado que utilizamos múltiples soluciones de software en todas nuestras operaciones, ¿hasta qué punto es importante la interoperabilidad entre las tecnologías de gemelos digitales y nuestros sistemas actuales?

(IoT Analytics)

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