Hermanamiento digital y la complejidad de la realidad

El rápido desarrollo del enfoque de gemelo digital ofrece a las operaciones mineras la promesa de optimizar procesos y automatizar la toma de decisiones - si son lo suficientemente valientes.

El hermanamiento digital se basa en la idea de que se puede crear una construcción de información digital de un sistema físico como una entidad separada. La información digital es un "gemelo" de la información integrada en el sistema físico en sí, y está vinculada a ella a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema.

El concepto básico del modelo Digital Twin (Gemelo Digital) se ha mantenido bastante estable desde su inicio en 2002, cuando fue presentado por el entonces nuevo Centro de Gestión del Ciclo de Vida de los Productos de la Universidad de Michigan.

La premisa que impulsa el modelo es que cada sistema consta de dos subsistemas: el sistema físico que siempre ha existido y un nuevo sistema virtual que contiene toda la información sobre el sistema físico. Esto significa que hay un reflejo o hermanamiento de sistemas entre lo que existe en realidad y lo que existe en el espacio virtual y viceversa. En la mayoría de los casos, el sistema virtual contendrá muchos sistemas sub-virtuales.

Transformando datos

Los sistemas digitales gemelos son acerca de la transformación tradicional de Big Data en información, conocimiento y sabiduría minera. La realidad en el competitivo mundo de la minería de hoy es que un equipo de operaciones debe considerar factores globales incluso a nivel local.

El gemelo digital debe trabajar bajo tales presiones y debe explotar este entorno dinámico de big data. Los datos recopilados por sí mismos, sin analizar, son esencialmente un ejercicio costoso e infructuoso, incluso si el gemelo es una entidad pequeña con pocos parámetros. Los datos DEBEN transformarse para tener una idea y significado.

Una diferencia importante entre el concepto de gemelo digital y el concepto de simulación tradicional es que el gemelo digital está siempre trabajando y siempre activo. Por el contrario, mientras que los simuladores de estilo antiguo se alimentan con datos antiguos o generan datos de perturbación, con los resultados observados y una conclusión creada. El flujo de trabajo del gemelo digital es dinámico y fundamentalmente diferente.

El operador normalmente ve datos filtrados a través del gemelo digital, que podría estar desempeñando muchas funciones que pueden no necesitar la intervención o aclaración del operador. El gemelo digital interactúa con herramientas de big data o IA que ayudan a dar forma al gemelo digital, y podría optimizar (y perturbar) el comportamiento del gemelo digital. Los operadores tienen la opción de eludir el análisis del gemelo digital y acceder a los datos directos, acceder a la información de análisis de big data o acceder a la información de IA.

La intuición juega un papel importante en la toma de decisiones del operador. Si bien esto puede ser reemplazado por técnicas de aprendizaje profundo, todavía hay un abismo entre la autonomía y la intuición, especialmente frente a la complejidad.

Una de las preocupaciones en las propuestas de gemelo digital es la interoperabilidad. En el mundo en el futuro, los sistemas, equipos, procesos de modelado, analíticos y de automatización no viven aislados. Los sistemas ciberfísicos (máquinas y equipos) se comunican entre sí y con el personal de minería que los rodea (operadores, planificadores, gerentes), por lo que debe asegurarse la interoperabilidad y darse sin interrupciones.

Un gemelo digital agrega valor a una operación

Necesita operar en un entorno de 'plug and play'. Decir que este es un concepto revolucionario es una subestimación. El gemelo digital promete optimizar los procesos, tomar decisiones rápidas y potencialmente hacer mucho más.

En el futuro, podríamos ver un ciclo corto, donde un proceso de toma de decisiones autónomo conduce a cambios en el gemelo digital en un sentido estratégico con amplias implicaciones, así como también un efecto en tiempo real dentro de una operación minera. Si bien estamos en una etapa temprana, estamos viendo un rápido desarrollo en esta tecnología, sugiriendo posibilidades que ni siquiera podemos imaginar.

La complejidad de la realidad

El gemelo digital es un reflejo de una realidad percibida, tanto en las características físicas como en la planificación y gestión. Sin embargo, recolectar datos no es suficiente. Varios niveles de análisis, representaciones visuales, aprendizaje automático y técnicas de IA ahora nos permiten ver y reflexionar sobre la realidad de manera novedosa y potencialmente potente.

¿Qué tan capaces somos de manejar estas nuevas fronteras? Al crear un gemelo digital, ¿procedemos con el análisis tradicional, extenso y puramente funcional de todo el entorno operativo, o nos embarcamos en un enfoque más epistemológico? Esto último es más difícil, pero lo que es más importante, promete una mejor comprensión de la compleja realidad de una operación minera.

La historia reciente muestra que, en masa, somos incapaces de pensar más allá del simple análisis de los sistemas de causa y efecto. Tal pensamiento lineal está bien arraigado en la sociedad, la política y las filosofías de gestión.

¿De dónde sale esto de la filosofía del gemelo digital?

La respuesta obvia es sugerir vagamente que el concepto del gemelo digital es un campo en evolución. Las compañías mineras deben dar pequeños pasos hacia una visión de la minería en el futuro, sabiendo que necesitan ampliar su comprensión de la realidad compleja, los sistemas no lineales, los conceptos avanzados de la teoría de decisión y el poder del aprendizaje profundo y las tecnologías bayesianas. El éxito está ahí para los pioneros aventureros, de mente abierta y colaboradores.


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