Teoría de gemelo digital
Introducción
Un gemelo digital es un sistema informático programado de tal forma que, al recibir las mismas entradas que experimenta el objeto o proceso físico del que es gemelo, proporciona las mismas salidas.[1] Por ejemplo, una turbina de gas tiene como entradas metano al 97 % de pureza y aire a 20 °C, y mueve un alternador que produce energía eléctrica. Un gemelo digital de esta turbina correctamente programado puede predecir los gigawatios de energía que producirá el alternador si la pureza del metano baja al 96 % o la temperatura del aire sube a 21 °C.
Cuando se dice «al recibir las mismas entradas, proporciona las mismas salidas» no se quiere decir que en el gemelo digital de la turbina entre aire físico, sino que entran los datos de ese aire (cantidad, temperatura, etc.). Igual ocurre con las salidas.
Origen
Los gemelos digitales son el resultado de la evolución de la simulación, que existe desde hace siglos. La construcción de barcos a pequeña escala, para comprobar la flotabilidad y la maniobrabilidad de las naves reales que se construirían basándose en ellos, alcanzó su máximo apogeo en el siglo .[2].
Los gemelos digitales fueron anticipados por David Gelernter en su libro de 1991 Mundos espejo.[3].
La primera definición práctica de "gemelo digital" se atribuye a la NASA, que trataba de mejorar simulacro de modelo físico de aeronave en 2010. Sin embargo el concepto es anterior y se cree que lo lanzó Michael Grieves en 2002, cuando trabajaba en la Universidad de Míchigan.[4] Grieves, del Instituto de Tecnología de Florida, fue el primero que aplicó el concepto de gemelo digital en la fabricación.[5][6][7][8][9][10].
El concepto y el modelo del gemelo digital fueron presentados públicamente en 2002 por Grieves, entonces de la Universidad de Míchigan, durante una conferencia de la Asociación de Ingenieros de Fabricación en Troy, Míchigan.[11] Grieves propuso el gemelo digital como el modelo conceptual subyacente en la gestión del ciclo de vida del producto (PLM por sus siglas en inglés).
El concepto, al que se dieron varios nombres, fue posteriormente denominado "gemelo digital" por John Vickers, de la NASA en un informe de hoja de ruta de 2010.[12].