Esta fábrica existe solo en internet pero va a ahorrar millones a las del mundo real

Si metaverso va a ser la palabra de moda durante los próximos años, 'meta-' va a ser un prefijo manoseado y exprimido hasta el extremo. No se les puede negar el mérito a Zuckerberg y su batallón de asesores, por cierto algunos son españoles, en la elección del nombre. Todo concepto, nuevo o existente, intentará meterlo con calzador para indicar que está en ese nuevo espacio que no deja de ser la enésima transformación de internet, pero internet al fin y al cabo. Hyundai, uno de los grandes gigantes industriales surcoreanos, bien conocido por sus coches pero que, entre otras cosas, también es la mayor naviera del mundo, ha anunciado un matrimonio con Unity,los dueños del motor de videojuegos más utilizado del planeta, para construir una metafábrica. Una fábrica que solo existirá en el metaverso, en esa dimensión digital, pero que promete ahorrar millones de euros a las del mundo real.

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Michael Mcloughlin Guillermo Cid Ilustración: Irene de Pablo

El anuncio se realizó por ambas compañías en el marco del CES (Consumer Electronic Show), que ha dejado de ser una feria principalmente dedicada a la electrónica de consumo, para dar cabida cada vez a más gremios y actividades. Los planes del fabricante de automóviles pasan porque esté activa antes de que acabe el año y que se ponga en marcha en su centro de innovación global que tiene en Singapur.

Lo que construirá codo con codo con Unity, básicamente, es lo que se conoce como 'sandbox', un entorno virtual que sirve para hacer pruebas y experimentos para ver cómo funcionan correctamente antes de implementarlos en la fábrica real o predecir consecuencias de su funcionamiento. Por ejemplo, esto permitiría a responsables de ingeniería y directores de la instalación resolver problemas remotamente sin tener que desplazarse hasta allí. Paralelamente, también desarrollarán una plataforma que funcionará en tiempo real y modelada en tres dimensiones pensada para que los clientes que tengan acceso puedan testear ciertas cosas antes de decidir incorporarlas all vehículo o en la flota que vayan a adquirir.

Alto Hyundai, primero llegó BMW

En la firma del acuerdo ambas empresas acordaron investigar conjuntamente en otras áreas pero se dieron el clásico golpe de pecho diciendo que serían los primeros que van a ser los primeros en poner en marcha una instalación de esta naturaleza. ¿Es cierto? Si y no. Al menos bajo con esa definición de metaverso. Porque lo que está preparando BMW, como anunció hace unos meses, es su primera planta en el omniverso.

Cosas que parecen más cuestión de marketing que nombres que realmente respondan a realidades sustancialmente diferentes. El compañero de viaje de la factoría alemana ha sido el creador de ese concepto, Nvidia, llamado a ser uno de los mayores actores tecnológicos en la próxima década, un papel protagonista que puede ser aún mayor si finalmente absorbe ARM, responsable, entre otras cosas, de una de las arquitecturas de chips más utilizadas del mundo.

La diferencia entre el 'metaverso' y el 'omniverso' es fundamentalmente, a día de hoy, la concreción, tanto de sus fnes como de las herramientas que ha creado Nvidia para construir ese mundo paralelo. El de BWM probablemente es el mejor ejemplo que tengan en el muestrario y también sirva para ver por dónde van a ir los tiros en el caso de los surcoreanos. Ambos han trabajado codo con codo para hacer una réplica completamente idéntica de una de las plantas de la factoría teutona.

“Hemos trabajando con BMW para crear la fábrica del futuro”, anunció Jensen Huang, CEO de Nvidia en el momento de la presentación del piloto. Para hacerse una idea, la instalación que han clonado se usa en más de treintena de lugar a lo largo de todo el globo y tiene varias particularidades: una de ellas es el gran abanico de opciones de cada línea de fabricación, lo que obliga a tener equipos muy versátiles y maquinaria igualmente flexible. Cada unidad de producción puede ensamblar hasta 10 automóviles diferentes. La compañía tiene 40 vehículos en 'cartera' y cada uno de ellos tiene 100 opciones. A esto hay que sumarle que estas líneas tienen que readaptarse y ajustarse cada vez que se lanza un nuevo utilitario.

La fábrica 'omniversal' de BMW replica exactamente la maquinaria y robótica así como los empleados de carne y hueso. Empleados de carne y hueso que tienen que hacer ajustes y pruebas para ver que todo funciona correctamente. Pero eso puede cambiar.

En alguna de las demostraciones que han hecho, un operario, equipado con un traje de captura de movimiento, probaba la cadena de montaje virtual. El otro, ajustaba la instalación real en función al 'feedback' recibido para optimizar aspectos técnicos, pero también la ergonomía o la seguridad del trabajador. La fábrica tiene también empleados digitales y máquinas virtuales, entrenados con datos reales atrapados a través de sensores y cámaras. Existe una conexión constante: el mundo real ofrece información y el virtual lo procesa, hace simulaciones y arroja escenarios con los que poder diseñar, por ejemplo, una estrategia. Todo esto se complementa con una serie de instrumentos adicionales, que incluyen el telecontrol de las máquinas o la actualización del software de manera remota gracias al 5G, 'big data' y la inteligencia artificial. El resultado, según explicaban los responsables de ambas compañías, era que estos procesos de planificación se volverían, al menos, "un 30% más eficientes".

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Un 'súper gemelo digital'

En realidad, tanto lo que hizo BMW como lo que proyecta Hyundai es lo que se conoce como 'gemelo digital', una representación de un objeto, sistema o proceso real en un entorno virtual. "Esto lo que nos permite es ajustar muchísimo más el coste de funcionamiento y, por tanto, controlar el retorno de la inversión", explica Per Tuset-Peiró, profesor del máster de Industria 4.0 de la Universidad Oberta De Catalunya (UOC) sobre estas propuestas. "Lo de los gemelos digitales es algo que se lleva haciendo en ingeniería muchísimo tiempo", añade este experto. El proceso de creación de estas 'copias' consiste en trasladar las particularidades de algo físico (con sus características mecánicas, eléctricas o electrónicas) a un motor de simulación. Una vez cargada esa información, el programa es capaz de cambiar los parámetros para ver cómo reacciona. "En el caso de un tornillo, por ejemplo, podría ver qué ocurre si cambio la aleación del mismo y cómo reacciona a la fricción a las temperaturas más altas".

Tuset-Peiró explica que hay cuatro niveles. El primero es de un "objeto sencillo" como puede ser el caso de una tuerca o un tornillo. El segundo nivel son sistemas u objetos más complejos pero que siguen siendo autónomos, que no necesitan que participen terceros. El ejemplo que en este caso pone es el de un almacén, en el que se reorden las rutas u otros elementos. La propia DHL, por ejemplo, utilizó en algunos casos durante al principio de la pandemia 'gemelos digitales' para solventar el recorte de personal forzado por la situación sanitaria para ver cómo afectaba concentrar a los empleados en una tarea u otra.

En el tercer nivel ya se conectan diferentes sistemas individuales que forman parte de un todo. Y el cuarto, en el que el experto ubica la metafábrica, consiste en reconectar el sistema complejo con el sistema más simple. "Tengo los datos de cómo funciona mi motor y mi tornillo y qué ocurre cuando lo estreso. Pero de esta manera también tengo datos de cómo eso afecta a la máquina y a la vez se cómo afecta eso al siguiente nivel, a la línea completa", añade. Eso, por ejemplo, es lo que facilita hacer mantenimiento predictivo. "Si tu tienes un pronóstico del estrés que va a sufrir una pieza al cambiar el proceso, sabes cuándo puede romperse, qué efectos contra y tener previsto un plan de actuación". Los responsables de una fábrica podrían, por ejemplo, decidir entonces tener una máquina extra porque si se le avería una de ellas supone una hora de parón en lugar de las veinte horas que supondría estar con las manos vacías. ¿Eso no se hacía siempre? "Sí, pero se hacía en base a intuición, de forma arbitraria. Ahora vas a tener certezas para la toma de esas decisiones.

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Potencia de cálculo

Si esto lleva practicándose tanto tiempo, ¿por qué resulta tan novedoso? "Cuanto más detalle físico y cuánta más información añadamos a la simulación, más útil resultará. Pero también más capacidad de cálculo necesitará", añade. Estas simulaciones en el universo, como las realizadas por Nvidia y BMW, requieren de equipos potentísimos, dotados, entre otras cosas, de un gran número de tarjetas gráficas.

Hay que pensar que una fábrica es algo complejo, con muchos elementos y dinámicas que llevar al simulador. En nuestro país, empresas como Tecnalia en el País Vasco, por mencionar alguna, llevan tiempo trabajando en direcciones similares. Pero, ¿qué ocurre con una ciudad de 30.000 habitantes? ¿qué capacidad informática necesita? Eso es lo que hicieron investigadores del Instituto alemán Fraunhofer y del Centro de Computación de Avanzada de la Universidad de Stuttgart, que tuvieron que recurrir a los superordenadores con los que trabaja dicha institución para crear una réplica de la población de Herrenberg. Y no se limitaron a una maqueta. Recolectaron datos físicos, de tránsito, del clima pero también para el estado anímico y el humor de los vecinos, algo para lo que utilizaron una aplicación.

El objetivo era diseñar una mejor planificación urbana. Los responsables del proyecto tuvieron que recurrir a nuevas técnicas de visualización y modelado con el fin de poder recrear ese entorno. Recurrieron, por ejemplo, a una técnica llamada 'sintaxis del espacio', que te ofrece un plano de cuadrículas en dos dimensiones y permite, por ejemplo, comparar datos reales de tráfico y viandantes con potenciales modelos o simulaciones.

¿En tiempo real o diferido?

Otras cosa que permiten este tipo de 'gemelos digitales', por ejemplo, es la capacidad mejorada para tomar datos reales de entorno, incluso en tiempo real. "Creo que es hacia lo que se camina", argumenta el docente cuando se le pregunta por la importancia de 5G (con una menor latencia y mayor ancho de banda) a la hora de construir estas fábricas virtuales. "Obviamente, si quieres algo que actúe en tiempo real la conectividad es clave. Pero generalmente lo que se hace son registros históricos. Recolectar información durante un año, introduces el histórico y tomas referencias".

Sin embargo, Tuset-Peiró afirma que no todo el mundo puede sacar provecho de un sistema que trabaje en directo y habla de la regla del 80/20. "Con ese histórico, con datos en diferido, quizás puedas hacer el 80 por ciento de las cosas. El problema es que ese 20% restante, que necesitas un sistema a tiempo real, puede disparar los costes por las redes que necesitas, la potencia de los equipos... e igual a todo el mundo no le sale a cuenta".