La Industria 4.0, sinónimo de la cuarta revolución industrial, se origina como producto de la aparición de las nuevas tecnologías, tales como inteligencia artificial, robótica o el Internet de las Cosas (IoT), con el acceso a ingentes cantidades de datos en tiempo real.
Consecuencia de la Industria 4.0, surge la Logística 4.0 como nuevo modelo de gestión en el conjunto de la cadena de suministro que se beneficia de la digitalización, el Big Data, el almacenamiento en la nube, el procesamiento de datos online, la interconexión de sistemas, la automatización y el empleo de diferentes dispositivos, sensores y algoritmos inteligentes.
Así pues, la logística 4.0 tiene como objetivo incrementar el rendimiento de cada uno de los eslabones de dicha cadena de suministro a través de una comunicación directa entre las instalaciones, los productos, las personas, y las máquinas.
Fruto de la utilización de estos recursos, surge también la capacidad de generar modelos de simulación de los almacenes y las diferentes áreas o tareas que los configuran, con el fin de poder disponer de información fiable a la hora, tanto de diseñar un nuevo espacio logístico, como de adaptar los almacenes a las necesidades cada vez más cambiantes de la economía actual. Estos modelos de simulación se obtienen a través de los denominados Gemelos Digitales.
Un gemelo digital es una réplica virtual de un elemento físico, un sistema, un producto o un proceso y se emplea para realizar simulaciones antes de proceder a la modificación o implantación de uno de esos elementos, sistemas, productos o procesos.
Se crean a través de un programa de ordenador, que se abastece de los datos reales, produciendo simulaciones según los diferentes parámetros introducidos, obteniendo así predicciones del funcionamiento de un proceso o el comportamiento de un equipo. Su utilización nos permite dimensionar instalaciones, evitar fallos y optimizar funciones.
La práctica totalidad de equipos utilizados en la Industria y la Logística 4.0 se encuentran dotados de sensores que recopilan los datos de su estado, de modo continuo y en tiempo real, datos que se analizan y procesan para obtener diferentes modelos digitales a través del Digital Twin o Gemelo Digital.
Obviamente, la gran ventaja de experimentar a través del modelo virtual de un producto, servicio o sistema real es que nos permite, por un lado, adelantarnos a posibles fallos o problemas y, por otro, evitar riesgos antes de implantar nuevas funcionalidades de un sistema o cambios en un proceso.
Los gemelos digitales nos dan la capacidad de analizar de forma exhaustiva la información disponible, pudiendo, como decimos, evitar problemas, prevenir tiempos de parada, planificar nuevos escenarios de trabajo a través de las simulaciones y organizar la logística de una forma infinitamente más eficaz.
La noción que se esconde tras la definición actual de Gemelos Digitales no es algo nuevo, de hecho, desde Dimensia hemos trabajado durante años con este mismo concepto, empleando diferentes programas exclusivos de cálculo iterativo que nos han permitido encontrar los diseños óptimos de cientos de almacenes e instalaciones industriales.
Un concepto que, sin duda se ha ido perfeccionando con la llegada de Big Data, la nube, la inteligencia artificial o el internet de las cosas, ampliando de forma extraordinaria la capacidad de cálculo y la precisión de los mismos.
Obviamente, dado el ingente volumen de datos que se encuentran hoy en día disponibles a través de los diferentes equipos y sensores, una de las claves para el desarrollo de un Gemelo Digital que resulte de utilidad, requiere de un tratamiento adecuado y selectivo de la información, lo que nos permitirá un diseño escalado a nuestras necesidades reales que nos permita emplear con eficacia tanto los datos en tiempo real, como el histórico de datos disponible en los diferentes procesos del almacén.
Es decir, un gemelo digital puede nutrirse de un elevadísimo número de datos o de una cantidad mucho menor y simultáneamente puede ser enormemente complejo o extraordinariamente sencillo. El grado de complejidad deberá ajustarse a las necesidades requeridas de cada empresa o situación.
Dimensia atesora, como ya hemos dicho, una enorme experiencia en la creación de este tipo de programas de dimensionamiento y evaluación virtual previa de procesos y equipos en Logística a lo largo de sus muchos años de trabajo en la práctica totalidad de sectores.
Un ejemplo claro de gemelo digital de un sistema concreto es nuestro simulador de transelevadores que, mediante algoritmos de creación propia, define el número de transelevadores necesarios que requiere una instalación en función de velocidades, aceleraciones y parámetros de mantenimiento y que hemos utilizado con éxito en decenas de instalaciones.
Frente a este ejemplo referido a un único sistema, un Gemelo Digital logístico global permite una réplica virtual completa de un almacén logístico, mediante la integración de diferentes módulos de cálculo de las diferentes áreas y medios materiales y personales que lo constituyen.
Su funcionamiento a través de un cálculo algorítmico se configura bajo un esquema de inteligencia artificial, que se abastece de los datos reales, produciendo simulaciones según los diferentes parámetros introducidos, obteniendo así predicciones del funcionamiento del almacén, ante eventuales cambios en los principales parámetros de gestión logística.
Dicho gemelo digital, más allá de su uso en ingeniería logística,
puede adicionalmente ubicarse en una plataforma online
a la cual puedan suscribirse los agentes del mercado para la simulación de posibles escenarios de sus almacenes, de modo que solucione las incertidumbres a corto plazo y que simule eventuales cambios de una manera rápida, calculada y fiable.
Simulaciones de un gemelo digital logístico
La simulación de almacenes bajo el concepto de gemelo digital, proporciona resultados basados en la información de Big Data, inteligencia artificial y cálculos de ingeniería logística, solucionando ineficiencias en los procesos intralogísticos (recepción, ubicación, preparación de pedidos, reposición y expedición) frente a los cambios y coyunturas del mercado, cada día con oscilaciones más rápidas y situaciones más cambiantes.
Un Gemelo Digital de almacén logístico se fundamenta en el análisis y definición de algoritmos que simulen los procesos relevantes del almacén, basándose en datos parametrizables transversales a los diferentes tipos de almacenes de mercado, tales como el número de palets de entrada y salida, las rotaciones y movimientos de reposición, los tiempos de carga y descarga, los crecimientos esperados, los picos de trabajo, etc.
Disponer de la posibilidad de analizar situaciones previsibles en relación con las variaciones en los flujos de entrada y salida de productos y mercancías del almacén; de las necesidades de volumen de almacenamiento y de la superficie precisa para la realización de las operaciones de carga y descarga, permite adelantarse a los acontecimientos y poder disponer en cada momento de los recursos personales y materiales exactos y adecuados para atender esa variaciones en la logística del almacén y por tanto poder ser mucho más competitivos.
Los cálculos que se realizarán al objeto de presentar simulaciones del almacén, se referirán al menos a tres de los elementos básicos que configuran el funcionamiento normal de un espacio de almacenamiento logístico, (considerando en este caso, movimientos de palet completo):
• El propio espacio de almacenamiento y el lay-out del almacén.
• El número de carretillas para los movimientos de manutención (ubicación, reposición, preparación de pedidos) del almacén.
• El área necesaria para la recepción y expedición de productos del almacén.
Definiendo con precisión estos elementos, es posible obtener una simulación muy completa del almacén
que necesitaremos para cada grupo diferente de parámetros que introduzcamos para los cálculos del Gemelo Digital.
Es decir, conoceremos que espacio de almacenaje precisamos para el número de palets previstos, la altura de la nave, que dimensiones deberá tener la playa de recepción y expedición de materiales y productos y, por último, la maquinaria de manutención necesaria para los movimientos de mercancía previstos y, por tanto, el número de personas asociadas a estas labores.