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Cómo probar un sistema de clasificación de paquetería en vivo que no está en vivo: El uso de gemelos digitales

Los sistemas de clasificación de alta velocidad totalmente automatizados son muy complejos y costosos. No es de extrañar, entonces, que las empresas de CEP necesiten pruebas de que sus inversiones en estos sistemas inteligentes son factibles. ¿Cómo puede un profesional de CEP determinar la capacidad de clasificación y el rendimiento de un nuevo sistema de clasificación sin pasar por el proceso costoso y lento de probarlo físicamente? La respuesta: utilizar un gemelo digital.

Descargo de responsabilidad: este texto se escribió originalmente en inglés y se tradujo mediante inteligencia artificial.

Resumen del artículo

  • Los gemelos digitales permiten a los operadores de CEP simular, probar y optimizar los sistemas de clasificación antes de su puesta en marcha, sin interrumpir las operaciones.
  • Estos modelos virtuales reflejan el comportamiento del mundo real, lo que permite realizar pruebas de rendimiento, escenarios de estrés y validación del diseño.
  • El uso de gemelos digitales ayuda a reducir el tiempo de puesta en marcha, mejorar la fiabilidad del sistema y disminuir el riesgo de implementación.
  • Son una herramienta poderosa para proteger las inversiones en automatización y mantener la continuidad operativa.

Por Janne Walsted y Lars Guldager

 

La presión sobre las empresas de CEP para obtener el diseño de sistema adecuado

Al invertir en nuevos sistemas de clasificación para los grandes y modernos centros de distribución de paquetería actuales, los operadores de CEP necesitan una prueba del diseño: deben estar seguros de que están invirtiendo en sistemas que realmente puedan satisfacer sus demandas empresariales, así como las operaciones futuras.

Entonces, ¿cómo puede un centro de distribución estar seguro de que un nuevo sistema en el que está invirtiendo puede realmente gestionar sus volúmenes de paquetería y planes de clasificación con el máximo rendimiento?

La empresa de CEP podría, por supuesto, probar físicamente el sistema y, ciertamente, así es como se han realizado las pruebas. Pero las pruebas físicas plantean una serie de problemas evidentes para los centros más grandes:

  • Cuanto más grande y complejo es el sistema, más onerosas (o imposibles) se vuelven las cuestiones prácticas para probarlo físicamente.
  • Las pruebas físicas son costosas para la empresa de CEP.
  • Las pruebas físicas consumen mucho tiempo: pueden ser necesarias muchas ejecuciones físicas antes de que una empresa de CEP pueda estar segura de que un nuevo sistema está listo y es capaz de satisfacer sus requisitos empresariales particulares.

Tomemos la logística de probar físicamente si un sistema puede gestionar 60.000 paquetes por hora, por ejemplo. Esto implicaría reunir y almacenar 60.000 paquetes, hacer e imprimir 60.000 etiquetas de paquetes, marcar los paquetes y contar con personal capacitado y experimentado para manipular los paquetes con el fin de obtener una imagen precisa del rendimiento del sistema.

Al utilizar un gemelo digital para probar un sistema, el centro se libera de este enorme esfuerzo logístico, tiempo y dinero.

¿Qué es un gemelo digital?

Pero, ¿de qué estamos hablando realmente cuando sugerimos el uso de un gemelo digital?

Un gemelo digital es una réplica digital o una superposición digital de un activo físico o una operación. Esta representación digital o modelo virtual replica el rendimiento del activo, lo que permite al creador del gemelo digital determinar si el activo —en este caso, un sistema de clasificación automatizado— funciona con un alto rendimiento y dónde se puede mejorar.

La infraestructura detrás de un gemelo digital

Un gemelo digital es una combinación de dos componentes: datos y una representación del sistema dado. La representación puede ser bidimensional o tridimensional, dependiendo del proveedor de la solución.

Los datos se recopilan y enriquecen, y se ejecutan a través de un software de visualización muy avanzado. Los datos añaden una capa visual sobre la representación para que la información sea fácil de relacionar para el personal que opera el sistema.

Estas capas, extraídas de los datos, podrían consistir en información que indique el rendimiento del sistema, ‘lecturas fallidas’, el consumo de energía y el estado mecánico y eléctrico. Una característica extremadamente valiosa del gemelo digital es que se puede observar a través de varios filtros. Los profesionales de CEP pueden observar la totalidad de sus sistemas de clasificación centrándose únicamente en la capacidad, por ejemplo.

Los gemelos digitales como tecnología probada: Su uso en otras industrias

Los gemelos digitales no son una tecnología nueva —fueron inventados por la NASA en la década de 1990— y, desde entonces, se han aplicado con gran éxito en otras industrias.

Los gemelos digitales se han utilizado durante muchos años en la industria aeroportuaria, por ejemplo. Dado que los sistemas de gestión de equipajes de los aeropuertos son tan grandes y complicados, se hizo necesaria alguna forma de modelado digital que pudiera probar el software antes de su implementación. Muchos aeropuertos han utilizado con éxito la tecnología de gemelos digitales para probar el rendimiento y la capacidad del equipaje.

Sin embargo, lo que comenzó como un medio para capacitar y probar el software ha conducido a aplicaciones más amplias de los modelos digitales. Los operadores aeroportuarios han estado utilizando gemelos digitales en sus operaciones diarias para lograr una mayor optimización, la detección de anomalías del sistema y el mantenimiento predictivo. Y a medida que se añaden más y más datos, no pasará mucho tiempo antes de que los gemelos digitales se utilicen para probar aún más variables, como los flujos de catering o el transporte de contenedores de equipaje en el aeropuerto.

Cómo pueden beneficiar los gemelos digitales a las empresas de CEP

La experiencia y el conocimiento adquiridos a través de la aplicación de la tecnología de gemelos digitales en el sector aeroportuario pueden beneficiar realmente a la industria de CEP.

Los gemelos digitales pueden ser herramientas inestimables para que los profesionales de CEP prueben la capacidad y simulen escenarios de producción. Al observar un gemelo digital, pueden obtener una visión general y una buena comprensión de cómo funcionará un sistema real y sus procesos en el mundo físico.

Normalmente, un proveedor de sistemas ayuda al centro de distribución a establecer la infraestructura que recopila datos del sistema de clasificación, como los PLC o los sensores. E incluso si el centro es un proyecto nuevo y aún no ha generado los datos, puede realizar sus pruebas con datos generados por ordenador. El proveedor procesa los datos y los ejecuta a través de un software de visualización muy avanzado. El resultado es un gemelo digital: una versión del sistema de clasificación recreada en 3D.

Cuando se visualizan en el modelo, todos los paquetes/artículos y elementos del sistema están codificados por colores. Los colores cambian según el estado en vivo dentro del sistema; por ejemplo, de qué línea de clasificación previa llegó el paquete, si ha pasado un escáner de inducción en el sistema de clasificación, si está recirculando el sistema, etc. Todos los códigos de color se pueden ajustar para que coincidan con otros sistemas de supervisión en la instalación de CEP.

Oportunidades para las pruebas

Una vez que se construye el gemelo digital, la empresa de CEP puede aplicar sus planes de clasificación al sistema y probar diferentes variables, estrategias y configuraciones. Un gemelo digital puede determinar con un nivel de precisión muy alto:

  • Capacidad del sistema, incluyendo cómo gestiona los paquetes que entran y los paquetes que salen del centro
  • Disponibilidad del sistema
  • Velocidad del sistema
  • La capacidad del sistema para gestionar las ‘lecturas fallidas’
  • Rendimiento del sistema en el número de envíos que recibe el centro
  • Rendimiento del sistema en diferentes condiciones operativas
  • La sostenibilidad del sistema en el futuro y su capacidad para gestionar las mezclas de paquetes cambiantes
  • El número de operadores necesarios en el sistema, dependiendo de la hora de la semana/temporada (vacaciones, Black Friday, etc.)

Por ejemplo, un centro de distribución puede necesitar saber cuántos artículos pueden entrar en una rampa antes de cambiar una jaula de rodillos, un punto en el que el sistema tiene que cerrarse. Un gemelo digital puede modelar con precisión el tiempo en el que la jaula de rodillos debe cerrarse antes de poder descargar los artículos en la rampa de nuevo.

Los gestores de operaciones de CEP pueden obtener estos y muchos otros conocimientos simulando múltiples estrategias empresariales y observando cómo se desarrollan estas estrategias en la pantalla, todo ello sin tener que encontrar artículos o recursos para probar con precisión el rendimiento del sistema.

Como tal, los gemelos digitales pueden ser las herramientas de prueba perfectas para ayudar a guiar las decisiones de inversión significativas.

Oportunidades para la mejora del sistema en tiempo real

Más allá de la necesidad de probar el diseño de un nuevo sistema de gestión de paquetería, los operadores de CEP también pueden implementar gemelos digitales en escenarios operativos diarios para obtener información sobre cómo optimizar sus sistemas en cualquier momento dado.

Con las visualizaciones de un gemelo digital, los gestores de CEP pueden realizar ajustes sobre la marcha en sus sistemas de clasificación para mejorar el rendimiento en tiempo real y descubrir la causa raíz de los errores del sistema sin tener que supervisar constantemente cada parte de las operaciones de paquetería de la empresa de CEP.

Al optimizar la forma en que se utiliza la capacidad de clasificación disponible del sistema, el gemelo digital puede ayudar a minimizar la capacidad desperdiciada y optimizar los equipos y los procesos. No es raro que una empresa de CEP mejore su rendimiento sustancialmente después de implementar un gemelo digital.

Conclusión

Un gemelo digital es un medio muy rentable de evaluar con precisión si un sistema de clasificación se alinea con los requisitos y las operaciones de una empresa de CEP cuando los cálculos físicos son impracticables o imposibles de lograr. Esta tecnología probada puede informar a los profesionales de CEP en sus decisiones de inversión, al poder probar con precisión si un sistema cumple con sus estrategias empresariales. Con estas herramientas de prueba perfectas, los operadores de CEP pueden establecer representaciones ‘fieles a la realidad’ sin tener que gastar un centavo.

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