Categoría: Ingeniería 4.0

Gemelo Digital de Ingeniería: Una tecnología esencial para mejorar el diseño y gestión de proyectos de capital

Publicado: julio 11, 2023

Cualquier tecnología suficientemente avanzada es equivalente a la magia.

Sir Arthur C. Clarke.

Todos hemos escuchado hablar de gemelos digitales, de allí que el término se haya hecho popular en el área de proyectos de capital. Existen varias definiciones de gemelo digital dependiendo del uso que se le quiera dar.

Uno de los objetivos de esta publicación es intentar aclarar el término de gemelo digital en el contexto de desarrollo de proyectos de capital.

Un gemelo digital de ingeniería, en lo sucesivo GDI, es una réplica virtual de todos los activos que constituyen y/o constituirán un proyecto de capital: equipos mecánicos, eléctricos y de instrumentación, tuberías, conductores eléctricos e instrumentos, así como la integración y vinculación de su flujo de datos.

Su principal objetivo es facilitar el diseño y definición multidisciplinaria de estos activos, así como la evaluación rápida e iterativa de su comportamiento ante cualquier cambio en las condiciones de entrada, operación y de cualquier otro tipo, antes de iniciar su adquisición, fabricación, construcción y/o instalación en sitio.

El GDI es especialmente útil en las fases iniciales de los proyectos conceptual y básica, porque es en estas donde son definidos completamente los activos que constituirán la instalación objeto del proyecto y se determinaran los datos requeridos para desarrollar las fases subsiguientes: diseño 3D, procura, construcción, puesta en marcha, operación, mantenimiento y desinstalación.

Un gemelo digital de ingeniería, es una réplica virtual de todos los activos que constituyen un proyecto de capital, así como la integración y vinculación de su flujo de datos.

Bien gestionado el GDI permite romper los silos habituales entre las fases de ingeniería básica y de detalles, así como en las fases de procura y construcción.

BENEFICIOS DEL GEMELO DIGITAL DE INGENIERIA

Aclarado el término de gemelo digital en el contexto de proyectos de capital, lo más importante es reconocer los beneficios que obtienen las empresas al desarrollar sus proyectos mediante un GDI:

  • Mayor rapidez. Hasta 50% menos tiempo de ejecución,
  • Menos esfuerzo de ingeniería. Hasta 50% menos en HH de ingeniería,
  • Calidad mejorada en los diseños, al disponer de mejores datos, y
  • Minimización de riesgos por inconsistencia de los datos.

Todo dentro de un ambiente colaborativo que disminuye las fricciones, mejora el clima laboral y hace la vida más cómoda para todos los interesados: Cliente, equipos multidisciplinarios de ingeniería, equipos de procura, estimadores de costos, proveedores y  contratistas de construcción.

GEMELO DIGITAL HABILITADO POR PLATAFORMA DE DISEÑO DIGITAL (PDDI) – CVM

Mediante PDDI – CVM, podemos empezar a generar desde el primer día el GDI de cualquier instalación de superficie de uso común en la industria, incluso a nivel de oferta, a partir del listado de los entregables del proyecto.

El GDI puede ser utilizado tanto para instalaciones nuevas -proyectos greenfield- como para instalaciones existentes -proyectos browmfield- a las que se pretenda ampliar, modificar o sencillamente evaluar su comportamiento ante cambios en las condiciones de entrada.

En este último caso el GDI puede incluir tanto los activos existentes de la instalación como los que se incorporaran en el futuro al implantar nuevos proyectos, lo cual permitirá a los propietarios gestionar mejor las ampliaciones previstas en sus instalaciones, de acuerdo con los cambios que se pudieran presentar. Todo en un entorno digital con un repositorio de datos común.

Una vez generado el GDI para un proyecto o instalación, el problema se convierte en gestionar adecuadamente los datos.

Con el GDI los datos se podrán actualizar de acuerdo al ciclo de vida del proyecto y la instalación, de modo que puede acompañarnos en todas las fases del proyecto desde ingeniería, procura, construcción, puesta en marcha, operación hasta desmantelamiento.

FUNCIONALIDADES DEL GEMELO DIGITAL DE INGENIERIA PARA PROYECTOS DE CAPITAL

Las principales funcionalidades del GDI que hacen posible la obtención de los beneficios descritos con anterioridad, son:

Panel de Control de Datos. Visibilidad 360° de Proyectos.

A partir del GDI habilitado por la PDDI – CVM, se genera el Panel de Control de Datos (PCD) del proyecto o instalación objeto del mismo. El PCD es un portal web del proyecto accesible desde cualquier tipo de dispositivo conectado a internet, mediante el cual todas las partes interesadas tienen acceso a todos los datos del proyecto en tiempo real de manera fácil, segura, confiable, consistente y en su última versión. Esto minimiza los riesgos por inconsistencia de los datos, aumenta la calidad de los entregables y habilita un ambiente de trabajo colaborativo que reduce las fricciones entre los miembros de los equipos de proyectos.

Mediante el PCD todos los interesados del proyecto pueden conseguir la información que requieran  en forma inmediata, sin ningún esfuerzo, a un máximo de 5 “clics”, en lugar de solicitudes en cadenas de mensajes por correos electrónicos que suelen ser confusos y aislados, mensajes instantáneos, llamadas telefónicas o consultando al centro de control de documentos para conseguir la información requerida para realizar diseños  y/o validar datos para emitir entregables, que pueden tardar horas, días y hasta semanas.

Solo en la búsqueda y validación de información para realizar diseños o validar datos en entregables, el PCD representa un potencial de ahorros de al menos un 25% en las HH de ingeniería.

Revisión y Validación de Diseño en Tiempo Real

Gracias al PCD habilitado por el GDI, los especialistas o expertos de las empresas de ingeniería podrán revisar los diseños tan pronto se completan, con independencia del lugar de donde se conectan, sin necesidad de esperar a que se emita el entregable, lo cual disminuye exponencialmente los tiempos de ejecución, reduce los costos para completar diseño, y facilita las correcciones, cambios, mejoras u optimizaciones al diseño propuesto.

Los clientes por su parte, podrán validar diseños en línea y sugerir igualmente cambios o mejoras que optimicen los diseños propuestos que podrán evaluarse multidisciplinariamente en tiempo real, evitando las sucesivas emisiones de los entregables que suelen hacerse con el enfoque tradicional.

La revisión y validación de diseño en tiempo real habilitada por nuestro GDI, permitirá tanto contratistas de ingeniería y construcción como a propietarios/operadores, comparar continuamente el avance del diseño con los hitos del proyecto, lo cual minimizará los riesgos y facilitará a la toma de decisiones más inteligentes y oportunas.

Automatización del Diseño

Para agilizar aún más el diseño multidisciplinario de los proyectos, especialmente en sus fases iniciales: conceptual y básica o FEED, el GDI generado por PDDI – CVM dispone de una suite de programas de cálculos para el diseño, dimensionamiento y/o evaluación multidisciplinaria de la mayoría de equipos mecánicos y eléctricos de uso común, así como para tuberías, conductores eléctricos e instrumentos. Los resultados:  

  • Reducción exponencial de tiempo de ejecución de diseño y el esfuerzo requerido. En lugar de esperar días, semanas y hasta meses para completar el diseño multidisciplinario de equipos o cualquier otro activo, podemos hacerlo en horas y hasta minutos una vez generado el GDI y disponer de los datos necesarios.
  • Mejores diseños gracias a la posibilidad de compartir y distribuir información y datos del proyecto de manera veraz y consistente en tiempo real con todos los interesados.
  • Reducción importante en los cambios de alcance que se presentan en las fases iniciales de los proyectos, toda vez que los cambios pueden ser incorporados automáticamente con un mínimo de esfuerzo en tiempo real.
  • Equipos de diseños mucho más reducidos que los requeridos en el modelo tradicional actual. Gracias al GDI y su interconexión con los datos de otras herramientas, software y aplicaciones, equipos multidisciplinarios de diseño más reducidos, estarán habilitados para hacer mucho más con menos esfuerzo en el menor tiempo posible.

Generación Automática de Entregables

Desde la PDDI – CVM se pueden generar los entregables en cualquier emisión con la versión correcta de los datos como resultado del diseño generado con el GDI, garantizando entregables consistentes, precisos y con ahorros significativos en los tiempos de revisión y validación.

Acceso al Panel de Control de Datos (PCD) del Proyecto despues de su Finalización Contractual

Bajo el enfoque actual de desarrollo de proyectos de capital, cuando finaliza un proyecto el Propietario/Operador recibe un dossier con los entregables desarrollados que suele estar desactualizado al recibirlo. Los datos que suelen requerirse no son fáciles de ubicar. Se debe navegar a través del dossier entre los entregables del proyecto. Si alguna condición de entrada del proyecto cambia en fecha posterior a su completación y entrega, NO es fácil y mucho menos ágil evaluar su impacto.

Cuando se utiliza un GDI para el desarrollo de proyectos, tanto propietarios/operadores como empresas de ingeniería podrán tener acceso al mismo bajo demanda, a través del PDC. Toda la información que se requiera del proyecto estará disponible a pocos “clics” de distancia. Como mínimo, se tendrá fácil acceso a:

  • Datos de entrada del proyecto relacionados con el sitio de la instalación, características de fluidos a manejar, condiciones ambientales, así como las premisas que sustentan la ingeniería, con la finalidad de identificar estos datos fácilmente para consumo en otros procesos, para evaluar cambios en el proyecto o detectar cualquier posibles inconsistencias.
  • Información detallada de todos los equipos mecánicos, eléctricos y de Instrumentación, tuberías cables e instrumentos.
  • Acceso a principales diagramas del proyecto con vinculación inteligente a la base de datos de equipos, tuberías, instrumentos, cables y cualquier otro activo de interés.

En conclusión con un GDI generado desde una PDDI como CVM, habilita a los equipos multidisciplinarios de ingeniería a desarrollar proyectos con menores costos, en menos tiempo, con una calidad mejorada, minimizando los riesgos y agregando más valor al cliente. Todo desarrollado dentro de un contexto digital y con las funcionalidades que este nuevo estándar demanda: 

  • Desarrollo de proyectos con un enfoque centrados en datos, 
  • Con una fuente de única de verdad (SSOT por sus siglas en Inglés),  
  • De forma colaborativa y concurrente,
  • Con visualización de los datos del proyecto mediante paneles de control, y 
  • Disponible en tiempo real para todos los interesados con acceso desde cualquier dispositivo conectado a Internet.

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𝐍𝐨𝐬 𝐝𝐞𝐝𝐢𝐜𝐚𝐦𝐨𝐬 𝐚 𝐢𝐦𝐩𝐮𝐥𝐬𝐚𝐫 𝐞𝐦𝐩𝐫𝐞𝐬𝐚𝐬 𝐲 𝐩𝐫𝐨𝐲𝐞𝐜𝐭𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝐢𝐧𝐠𝐞𝐧𝐢𝐞𝐫𝐢́𝐚 𝐜𝐨𝐧 𝐭𝐞𝐜𝐧𝐨𝐥𝐨𝐠𝐢́𝐚 𝐝𝐞 𝐩𝐮𝐧𝐭𝐚 𝐲 𝐥𝐚 𝐦𝐞𝐣𝐨𝐫 𝐝𝐢𝐬𝐩𝐨𝐬𝐢𝐜𝐢𝐨́𝐧 𝐩𝐚𝐫𝐚 𝐬𝐨𝐥𝐮𝐜𝐢𝐨𝐧𝐚𝐫 𝐭𝐮𝐬 𝐩𝐫𝐨𝐛𝐥𝐞𝐦𝐚𝐬.

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Rafael Delmoral

Rafael Delmoral es fundador y CEO de Inconsoft, es coautor de múltiples aplicaciones técnicas y de gestión de proyectos para el sector de ingeniería con un enfoque centrado en la digitalización de los procesos. Cuenta con más de 35 años de experiencia en el área de ingeniería en distintos roles.

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