El papel fundamental de los gemelos virtuales en la aceleración de la sostenibilidad

Fecha de publicación
Cateogría del artículo Tecnología
Visualizaciones del artículo Leído  982  veces

Según un reciente estudio de Accenture y Dassault Systèmes, la tecnología de gemelos virtuales es una palanca infrautilizada para hacer operativa la sostenibilidad y la economía circular a gran velocidad y escala.

El papel fundamental de los gemelos virtuales en la aceleración de la sostenibilidad

Un artículo de Florencia Verzelen, Dassault Systèmes. Pedro Lacy y Nigel Stacey, Accenture publicado originalmente en InfoPLC++ Magazine 26

La transformación completa necesaria para lograr estos objetivos requerirá nuevas formas de gestionar productos y servicios durante todo su ciclo de vida, desde el diseño, el uso y el final de su vida útil. Para hacer esto, debemos encontrar nuevas formas de trabajar juntos para crear economías circulares, impulsar la competitividad y las oportunidades de crecimiento responsable y garantizar colectivamente que las revoluciones tecnológicas cumplan su promesa de una mayor sostenibilidad.

En respuesta a estos desafíos, Accenture y Dassault Systèmes se han asociado para avanzar en el pensamiento sobre el potencial de la tecnología de gemelos virtuales para acelerar esta transformación sostenible hacia una economía más circular. Los gemelos virtuales pueden ayudar a las empresas a reducir sus costos, el uso de recursos y la huella de carbono y pueden respaldar la innovación disruptiva y los modelos comerciales ágiles, centrados en el cliente y más circulares.

El informe elaborado por Dassault Systèmes conjuntamente con Accenture analiza las oportunidades y los casos de uso en los que los gemelos virtuales pueden, o ya lo están, modelar cadenas de valor completas como experiencias virtuales, demostrando cómo la tecnología puede desbloquear beneficios adicionales combinados de 1,3 billones de dólares de valor económico y reducir en 7,5 Gt las emisiones de CO2 entre 2022 y 2030.

En 2020, el mercado mundial de gemelos virtuales se estima en poco más de 5400 millones de USD y se prevé que crezca a una CAGR del 36 % durante los próximos cinco años. Sin embargo, su alcance actual es limitado y el mercado solo ha logrado una adopción del 10% a nivel mundial, ya que esta tecnología actualmente no está completamente madura y está infrautilizada en muchas industrias. Los beneficios de las tecnologías de gemelos virtuales son numerosos y su papel potencial en el apoyo a una economía circular es significativo. Permiten tiempos de ciclo de vida de desarrollo de productos reducidos, calidad y control de fabricación mejorados y un uso y recuperación más eficientes de los recursos a lo largo del ciclo de vida.

Pero la adopción ha sido limitada debido a varias barreras clave. Los principales son una comprensión limitada de los casos de uso y los beneficios de la tecnología, la dificultad para medir el ROI combinado de negocios y sostenibilidad como parte del caso de negocios, y una posible falta de liderazgo ejecutivo progresivo en la adopción de la tecnología para la competitividad y la agenda de sostenibilidad.

Cinco claves para consolidar el digital twin en la industria

Para superar estas barreras y acelerar la adopción de tecnologías de gemelos virtuales, los líderes ejecutivos deben considerar estas cinco recomendaciones clave

1. Vincule las agendas de tecnología y sustentabilidad: garantice el apoyo del liderazgo para vincular las agendas de tecnología, sustentabilidad y circular, incluida la medición y el seguimiento del valor, la conexión con las estrategias de crecimiento y la consideración del valor sustentable en la toma de decisiones de inversión clave.
2. Mejore la comprensión: en los posibles casos de uso en toda la organización identifique los requisitos de infraestructura y las barreras.
3. Centrarse en casos de uso disruptivos y de cambio de sistemas: trabaje en escalar soluciones con impacto de sostenibilidad transformacional, yendo más allá de las mejoras de eficiencia hacia el cambio sistémico como lo presenta la economía circular.
4. Implementar de manera responsable: construye gemelos virtuales basados en principios responsables e inclusivos, asegurando que la transparencia, la inclusión y la accesibilidad.
5. Reúna el apoyo del ecosistema: genere un amplio apoyo con el sector privado, el sector público y la sociedad civil para garantizar el éxito a largo plazo para que el retorno de la inversión puede percibirse como real.

Es urgente cambiar el modelo de la mano de los digital twins

La degradación ambiental inherente a nuestros modelos actuales de producción y consumo ha alcanzado niveles críticos. Continuar por este camino es un riesgo increíblemente alto, ya que podría desencadenar un cambio ambiental abrupto y no lineal dentro de los sistemas planetarios, y ya estamos sintiendo los efectos en todos nuestros ecosistemas. Sin embargo, solo el 21% de los directivos afirma creer que las empresas ya están alcanzando un potencial capaz de contribuir a los Objetivos de Desarrollo Sostenibles planteados por la ONU. La comunidad empresarial debería hacer una contribución mucho mayor para lograr un mundo significativamente más sostenible para 2030.

Para acelerar esta transformación de la sostenibilidad hacia modelos más circulares, en los últimos años ha florecido la experimentación empresarial con nuevas tecnologías digitales, físicas y biológicas. Algunas de las tecnologías ya han madurado considerablemente. El Internet de las cosas (IoT), por ejemplo, se ha convertido en el nuevo estándar para dispositivos y equipos. Sin embargo, ha habido menos experimentación hasta la fecha con la tecnología que se utiliza para diseñar, fabricar y construir la mayoría de los productos complejos en la actualidad.

Esta tecnología se conoce como gestión del ciclo de vida del producto (PLM) y ha evolucionado significativamente en los últimos años con la llegada de las plataformas de innovación de producción. Las tecnologías de gemelos virtuales se basan en la base del PLM, pero permiten formas de innovación mucho más disruptivas.

Los gemelos virtuales se utilizan para modelar sistemas complejos, desde automóviles hasta ciudades y corazones humanos, y simulan su funcionamiento con una precisión que permite al usuario pasar directamente de un modelo virtual a la creación, sin gastar los años que normalmente lleva crear prototipos y mejorar gradualmente. en los diseños existentes. Los universos virtuales permiten a los usuarios diseñar, probar y modelar nuevos productos y procesos sostenibles disruptivos en un tiempo récord

Cuatro casos de uso para entender el impacto sostenible del digital twin

Este estudio tiene como objetivo resaltar la conexión creciente y cada vez más crítica entre las tecnologías de gemelos virtuales y la sostenibilidad y la economía circular, mediante la identificación y cuantificación del hipotético impacto que puede tener su utilización en la producción de determinados bienes en diferentes industrias.

Nuestro análisis de beneficios cuantitativos destaca un valor significativo de la tecnología de gemelos virtuales en todas las industrias más allá de los pilotos individuales. A pesar de este valor significativo, también es importante tener en cuenta que este análisis solo está relacionado con este número limitado de casos de uso y que es probable que el impacto total de la implementación escalada de gemelos virtuales en los sistemas económicos globales genere un potencial de crecimiento significativamente mayor.

CASO DE ESTUDIO #1. Edificios y ciudades. Un gemelo virtual de un edificio físico se comporta como su gemelo del mundo real, conectando la instalación con sistemas de energía y transporte. El software de simulación y modelado 3D permiten la optimización del rendimiento operativo y la sostenibilidad de un edificio a lo largo de su ciclo de vida. Los gemelos virtuales también son un recurso que puede mejorar el diseño de nuevos activos, especificar la condición de los activos tal cual y ejecutar escenarios hipotéticos. Los gemelos avanzados utilizan interacciones digitales y físicas bidireccionales, lo que permite el control remoto e incluso autónomo de activos.
• 288 mil millones de dólares de reducción de los costes operativos del edificio a través de la reducción de energía costes de consumo, mantenimiento, planificación y puesta en marcha
• 6,9 toneladas métricas de CO2 menos al reducir las emisiones de las operaciones del edificio como resultado de una mejor gestión de la energía

CASO DE ESTUDIO #2. Bienes de consumo. Una parte significativa del impacto ambiental de un producto está determinado por las decisiones que se toman en las primeras etapas de diseño; también es donde se determina el 60% – 85% del costo del producto. Existen diferentes herramientas de diseño ecológico que utilizan el principio de evaluación del ciclo de vida para respaldar las decisiones de productos y servicios, sin embargo, generalmente son muy complejas y requieren mucho tiempo. La creación de prototipos virtuales también permite iteraciones de diseño más rápidas y reduce la necesidad de pruebas físicas, lo que genera importantes beneficios de CO2.

• 131 mil millones de dólares de reducción en los costes de uso de materia prima
• 6 mil millones de dólares de reducción en los costes de desarrollo de productos
• 281 toneladas métricas de CO2 de reducción en el ciclo de vida global del producto

CASO DE ESTUDIO #3. Transporte y Movilidad. En muchos países desarrollados, el transporte representa entre el 6% y el 12% del PIB, mientras que la logística puede representar entre el 6% y el 25% del PIB. Pero las emisiones del transporte, que comprende en general carretera, ferrocarril, aire y mar, representaron alrededor del 25% de las emisiones globales de CO2 en 2016. La investigación sugiere que los vehículos autónomos y de cero emisiones tienen un papel fundamental que desempeñar si queremos lograr los objetivos globales de reducción de la huella de carbono y los gemelos virtuales tienen una larga historia en aplicaciones automotrices: se estima que para finales de 2020, el 65% de los fabricantes de automóviles utilizaría simulación y gemelos virtuales para operar productos y activos.

Aquí, nos enfocamos en evitar la creación de prototipos y las pruebas físicas que permiten el modelado 3D y las tecnologías de simulación virtual cuando se diseñan, crean prototipos y prueban vehículos nuevos. Con un gemelo virtual, un OEM puede probar múltiples diseños y características, eliminando muchos aspectos de las pruebas de prototipos a nivel de piezas y vehículos para ayudar a determinar cómo se compara el diseño con las políticas, estándares y regulaciones relevantes.

• 429 mil millones de dólares ahorrados en el desarrollo de vehículos autónomos a través de simulación
• 261 mil millones de dólares menos en el desarrollo de productos
• 227 toneladas métricas de CO2 no emitidas durante la producción de vehículos autónomos
• 2 toneladas métricas de emisiones de CO2 no generadas a través de la realización de prototipos físicos y vehículos de prueba

CASO DE USO #4. Industria Eléctrica y Electrónica. Esta industria enfrenta desafíos de sustentabilidad, como la alta tasa de reemplazo de dispositivos: la etapa de fabricación de equipos electrónicos por sí sola es responsable de más de un tercio de las emisiones asociadas del ciclo de vida de CO e. La eliminación y el reciclaje apropiados de los productos presentan desafíos adicionales. Dado que los desechos electrónicos son oficialmente el flujo de desechos de más rápido crecimiento en el mundo, es imperativo mejorar la recuperación de valor, la intensidad de las emisiones de GEI y limitar los riesgos para la salud humana. Este es un desafío especialmente grave si tenemos en cuenta que en 2019, solo el 17,4% de los 53,6 millones de toneladas de desechos electrónicos se dispuso, recolectó y recicló adecuadamente.

• 73 mil millones de dólares de ingresos adicionales por por el aumento en la renovación y reutilización de equipos en lugar de reciclaje para la recuperación de materiales
• 31 toneladas métricas de CO2 reducidas por la correcta eliminación de productos
• 5 toneladas métricas de CO2 evitadas al disminuir la cantidad total de desechos electrónicos

Para respaldar esta transformación a la velocidad y escala que necesitamos, debemos impulsar una mayor comprensión de los casos de uso y los beneficios de la tecnología, y buscar medir mejor el ROI combinado de negocios y sustentabilidad como parte del caso de negocios.

Más información

Descargas