El impacto de los gemelos digitales en la toma de decisiones en el IoT industrial

¿Qué pasaría si las aerolíneas pudieran seguir continuamente el progreso de los pasajeros durante sus itinerarios y responder de manera proactiva a los retrasos y cancelaciones para reducir el estrés y facilitar las operaciones?,¿Qué pasaría si los operadores ferroviarios pudieran detectar fallas mecánicas inminentes antes de que ocurra un descarrilamiento?

Aplicaciones como estas necesitan rastrear simultáneamente el comportamiento dinámico de numerosas fuentes de datos, como sensores y dispositivos IoT, para identificar problemas (u oportunidades) lo más rápido posible, brindando a los gerentes operativos la mejor conciencia situacional posible.

La tecnología de «gemelo digital» permite la construcción de aplicaciones de análisis de transmisión para abordar estos desafíos. Esta tecnología también agrega la capacidad de ejecutar estas aplicaciones en simulación tanto para probar con cargas de trabajo sintéticas como para modelar interacciones complejas.

El modelo de software «gemelo digital» simplifica el desarrollo de aplicaciones tanto para análisis de transmisión como para simulaciones. Los gemelos digitales también proporcionan los componentes básicos necesarios para separar el diseño de aplicaciones de la orquestación de implementaciones a gran escala con miles de entidades.

Simulación de cargas de trabajo para análisis de transmisión

Para simular una gran población de fuentes de datos que envían mensajes de telemetría periódicos, los desarrolladores pueden crear un modelo de gemelo digital para una fuente de datos física única, como un vehículo en una flota y luego ejecutar miles de gemelos digitales para generar telemetría para todas las fuentes de datos. Actuando como un generador de carga de trabajo, pueden probar una aplicación de análisis de transmisión que se ejecuta en simulación, como una aplicación telemática, que también se puede implementar con gemelos digitales. Una vez que se ha validado el código analítico, los desarrolladores pueden implementarlo para rastrear un sistema en vivo.

Muchas aplicaciones verticales pueden beneficiarse de la simulación de análisis de transmisión. Por ejemplo, los gemelos digitales pueden simular dispositivos perimetrales que detectan intrusiones de seguridad en una gran infraestructura para ayudar a evaluar qué tan bien el análisis de transmisión puede identificar y clasificar las amenazas. También pueden modelar vagones en un sistema ferroviario nacional para validar el análisis de transmisión que rastrea los problemas mecánicos de cada vagón y alerta a los ingenieros antes de que ocurra un descarrilamiento.

Industria grande con muchas entidades

Para ayudar en la planificación operativa y la toma de decisiones, los gemelos digitales también pueden modelar miles de entidades que interactúan dentro de un sistema grande. Por ejemplo, pueden implementar una simulación de línea aérea que comprenda miles de pasajeros de líneas aéreas, aeronaves, puertas de aeropuerto y sectores de tráfico aéreo. Estos gemelos digitales mantienen información de estado sobre las entidades físicas que representan, ejecutan código en cada paso de tiempo en la ejecución de la simulación e intercambian mensajes que modelan las interacciones. La simulación actualiza el estado del gemelo digital a lo largo del tiempo para rastrear los resultados de las interacciones y brindar información a los gerentes operativos.

Por ejemplo, una simulación de una aerolínea puede medir el impacto de los retrasos en los vuelos en la congestión de las puertas y los cambios en los itinerarios de los pasajeros. En la práctica, las aerolíneas podrían usar simulaciones como estas para modelar demoras climáticas e interrupciones del sistema (como paradas en tierra) y evaluar decisiones de programación alternativas que respondan a estas situaciones. Al ejecutarse más rápido que en tiempo real, las simulaciones pueden ayudar a hacer predicciones que ayuden a los administradores de sistemas activos en la toma de decisiones.

Escalar fácilmente las simulaciones

Los Gemelos Digitales utilizan tecnología informática escalable en memoria para proporcionar la velocidad y la capacidad de memoria necesarias para ejecutar simulaciones de gran tamaño con muchas entidades. Almacena gemelos digitales en la memoria y los distribuye automáticamente a través de un grupo de servidores que alberga una simulación. En cada paso de tiempo, cada servidor ejecuta el código de simulación para un subconjunto de gemelos digitales y determina el siguiente paso de tiempo que necesita ejecutar la simulación. El servicio de transmisión organiza el progreso de la simulación en el clúster y avanza el tiempo de simulación a una velocidad seleccionada por el usuario.

La creación de modelos de simulación con gemelos digitales proporciona una separación clara del código de la aplicación de la orquestación de la simulación. El servicio de transmisión puede aprovechar tantos servidores como sea necesario para albergar una gran simulación y ejecutarla con el máximo rendimiento. Puede agregar nuevos servidores mientras se ejecuta una simulación y puede manejar de manera transparente las interrupciones del servidor en caso de que ocurran. Los desarrolladores solo deben concentrarse en crear modelos de gemelos digitales e implementarlos en el servicio de transmisión.

Mapeando un nuevo camino

Históricamente, los gemelos digitales se han empleado como una herramienta para modelar el comportamiento detallado de una sola entidad física compleja, como un motor a reacción. La arquitectura informática en memoria altamente escalable de los Gemelos Digitales le permite simular fácilmente muchos miles de entidades y sus interacciones. Esto proporciona una nueva y poderosa herramienta para extraer información sobre grandes sistemas con comportamientos complejos y brinda a los gerentes operativos nuevas e importantes capacidades analíticas y predictivas.