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Cómo usar los gemelos digitales en las cadenas de suministro

Özden Tozanli y Maria Jesús Saénz 19 Ago 2022
Cómo usar los gemelos digitales en las cadenas de suministro

A medida que las empresas optimizan una amplia gama de funciones de la cadena de suministro con gemelos digitales, el inmenso potencial de la tecnología está ganando más reconocimiento.


Desde principios de la década de 2000, la tecnología de gemelos digitales se ha adoptado en muchos sectores y se ha hecho más accesible y asequible, pero sigue estando infrautilizada en la gestión de la cadena de suministro. 

Esto se explica en parte por la naturaleza compleja de las propias cadenas de suministro y en parte por los malentendidos sobre las aplicaciones, capacidades y valor potencial de la tecnología. 

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Sin embargo, con una estrategia de adopción e implementación adecuada, los gemelos digitales pueden aportar inmensos beneficios en una amplia gama de cadenas de suministro.

Características distintivas de los gemelos digitales

Los gemelos digitales, réplicas virtuales de entidades físicas y sus interacciones, consisten en una combinación de tecnologías habilitadoras y capacidades analíticas. 

Sin embargo, a menudo se malinterpreta esta tecnología; muchas personas asumen erróneamente que los gemelos digitales son en sí mismos sensores, modelos 3D, simuladores o aplicaciones de la tecnología de IA. 

Otros consideran erróneamente que los gemelos digitales son en gran medida teóricos y no son relevantes para la gestión de la cadena de suministro, o asumen que un gemelo digital sólo puede construirse después de que se haya creado el gemelo físico, pero ninguna de las dos afirmaciones es cierta.

Los gemelos digitales son una combinación de múltiples tecnologías habilitadoras, como sensores, computación en la nube, IA y analítica avanzada, simulación, visualización y realidad aumentada y virtual. 

Las empresas pueden utilizar una combinación personalizada de tecnologías, en función de sus necesidades y expectativas. 

Lo que distingue a los gemelos digitales y los hace tan poderosos es su capacidad para emular las capacidades humanas, apoyar la toma de decisiones críticas e incluso tomar decisiones en nombre de los humanos.

Los gemelos digitales observan su entorno físico a través de una red de sensores que recogen dinámicamente datos en tiempo real; evolucionan aprendiendo de esta información y de sus contextos e interactuando con humanos, dispositivos y otros gemelos digitales conectados en red. 

Esta capacidad convierte a los gemelos digitales en herramientas activas y sociales, ya que pueden comunicarse y colaborar continuamente con sus objetos físicos y digitales asociados y con los seres humanos. 

Los gemelos digitales soportan la visibilidad y la trazabilidad de extremo a extremo, lo que permite a los profesionales de la cadena de suministro detectar patrones de comportamiento altamente complejos y dinámicos.

Los gemelos digitales pueden supervisar muchas partes móviles internas y externas en las cadenas de suministro de extremo a extremo y construir modelos de cadena de suministro no lineales. 

Y lo que es más importante, tiene capacidad para calcular miles de escenarios hipotéticos ya que su tecnología aprende de las decisiones y gana en madurez con el tiempo. 

Esto ayuda a los gestores a tomar decisiones más rápidas, más precisas y mejor informadas con impacto a largo plazo a un coste considerablemente menor.

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Aplicaciones en la cadena de suministro

Nuestra investigación en el laboratorio de Transformación Digital de la Cadena de Suministro del MIT muestra que los gemelos digitales pueden mejorar los resultados empresariales al descubrir las complejidades y el comportamiento del ecosistema de la cadena de suministro y adaptarse dinámicamente, lo que en última instancia mejora el rendimiento de los activos.

Las cadenas de suministro han evolucionado hasta abarcar mucho más que el movimiento lineal de mercancías. 

Hoy en día, comprenden múltiples capas de socios comerciales interconectados globalmente. 

Los gemelos digitales permiten a las empresas reflejar y mapear estos complejos sistemas y sus incertidumbres subyacentes, informar las decisiones y adaptarse a un entorno operativo en constante cambio.

En la práctica, una réplica de la cadena de suministro digital proporciona una representación de extremo a extremo del complejo sistema del mundo real que conecta las entidades que lo componen, desde los proveedores, los almacenes y los centros de distribución hasta los productos y los clientes. 

Al integrar la IA en los escenarios de simulación, los gemelos digitales pueden ayudar a las empresas a mejorar la eficiencia de sus cadenas de suministro en una amplia gama de áreas funcionales y analizar las compensaciones entre costes, niveles de servicio y emisiones. 

Ejemplos concretos de estas aplicaciones son la consolidación de los envíos en los centros de distribución, la optimización de las flotas de transporte de mercancías, la comprobación de la disposición de los almacenes, el ajuste de los flujos de mercancías y las rutas para ajustarse a la demanda y el apoyo a los programas de mantenimiento predictivo.

En Amazon, los gemelos digitales optimizan dinámicamente las operaciones en la red de distribución física del gigante online. 

La empresa realiza un seguimiento de los envíos y agiliza los flujos de productos en tiempo real para lograr altos niveles de servicio en sus entregas a domicilio en dos días. 

Los gemelos digitales han ayudado a la empresa farmacéutica GlaxoSmithKline a desarrollar un sólido proceso de fabricación de vacunas y a mejorar el envasado de productos a temperatura controlada mediante la mejora de los procedimientos de prueba. 

Del mismo modo, la empresa de muebles para el hogar Ikea utiliza la tecnología para predecir el rendimiento de nuevos materiales en diseños de envases sostenibles.

Las principales empresas han aprovechado la tecnología de gemelos digitales en tres áreas funcionales principales:

Planificación de la cadena de suministro

Integrados en las plataformas de planificación empresarial, los gemelos digitales pueden mejorar la planificación de la cadena de suministro, desde la planificación operativa y táctica hasta la toma de decisiones estratégicas. 

Los gemelos digitales aprovechan múltiples fuentes de datos para aumentar la visibilidad y conectar los puntos entre los socios comerciales, además de aprovechar los datos estáticos almacenados en las plataformas de planificación de recursos empresariales. 

Por ejemplo, mediante la transmisión de datos en tiempo real procedentes de sensores e interacciones humanas, así como de datos operativos, financieros y comerciales, la empresa de alimentación y bebidas Kraft Heinz supervisa dinámicamente los cambios de inventario en los almacenes, gestiona la ubicación de los artículos en tiempo real y predice la demanda de los clientes y del canal con mayor precisión para mejorar la experiencia de los interesados.

Sin embargo, el principal valor de los gemelos digitales en la planificación de la cadena de suministro está en la toma de decisiones a largo plazo. 

Philip Morris International (PMI) utiliza gemelos digitales para simular miles de escenarios hipotéticos que reflejan los resultados a largo plazo de la toma de decisiones estratégicas. 

Con esta capacidad de análisis prescriptivo, PMI puede analizar los escenarios para evaluar mejor los riesgos y preparar planes de mitigación para posibles interrupciones. 

PMI también utiliza la tecnología para equilibrar la demanda y la oferta, optimizar las compensaciones entre la resistencia y la eficiencia, y analizar la rentabilidad de las inversiones costosas en múltiples horizontes temporales. 

También FedEx utiliza gemelos digitales para optimizar su flota de transporte, la utilización de activos y la asignación de recursos, así como para reforzar su capacidad de prever, identificar y minimizar con precisión las interrupciones y los daños.

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Gestión de almacenes

Integrados en los sistemas de automatización de almacenes, los gemelos digitales pueden desplegarse en una serie de aplicaciones, desde la gestión de inventarios hasta el diseño de instalaciones. 

Las empresas buscan ahora soluciones de gemelos digitales para simular sus almacenes y ayudarles a probar virtualmente diferentes planos de planta con el fin de lograr un diseño óptimo de las instalaciones. 

Por ejemplo, la empresa de logística y almacenamiento en cadena de frío Lineage Logistics utiliza gemelos digitales para optimizar el proceso de diseño antes de realizar costosas inversiones para construir almacenes físicos. 

Simulando numerosos escenarios hipotéticos, los gemelos digitales tienen en cuenta factores como la ubicación de las instalaciones, el perfil de los clientes y las características de la demanda para ayudar a la empresa a determinar diseños exclusivos para cada almacén. 

Del mismo modo, el minorista de comestibles en línea Ocado Group despliega gemelos digitales para imitar sus centros de cumplimiento de comestibles existentes en tiempo real, simulando los resultados de los posibles cambios de diseño a través de sus réplicas virtuales. 

Esto ayuda a Ocado a tomar decisiones precisas y rentables sin interrumpir las operaciones de las instalaciones en el mundo real.

Aunque los gemelos digitales pueden aportar un valor empresarial significativo en el diseño de almacenes y centros de distribución, el impacto de la tecnología se vuelve más significativo a largo plazo cuando se combina con las operaciones de inventario. 

Tetra Pak, una empresa de envasado de 13 mil millones de dólares, ha sido pionera en la adopción de la tecnología de gemelos digitales en la gestión de almacenes. 

Una versión digital de un almacén de la empresa en el sudeste asiático se alimenta de datos operativos procedentes de la infraestructura de detección del Internet de las cosas de las instalaciones físicas. 

El gemelo digital ayuda a Tetra Pak a gestionar las ubicaciones de las existencias, el inventario y los flujos de trabajo, así como a asignar los equipos del almacén. 

Como resultado, la empresa consigue mejorar la utilización del espacio de almacenamiento, aumentar la eficiencia operativa y mejorar los estándares de seguridad en el lugar de trabajo. 

Schneider Electric utiliza gemelos digitales para automatizar las operaciones del almacén y simular el funcionamiento de las instalaciones, los procesos, los productos y el personal. 

Con la ayuda de esta tecnología, la empresa supervisa el flujo de materiales, los movimientos de los palés en los muelles de carga y las posiciones del inventario, optimizando el diseño de los procesos y la asignación de recursos, además de ofrecer información operativa y estratégica para la toma de decisiones en tiempo real.

Gestión del transporte y entrega de la última milla 

UPS despliega cientos de sensores en sus camiones, centros de distribución y paquetes, y recoge las aportaciones de los conductores, empleados y clientes para reunir continuamente los datos operativos generados por cada entidad de su extensa red logística. 

Estos datos alimentan los programas de análisis avanzados de la empresa, ayudando a optimizar la red logística de UPS para aumentar la eficiencia y la flexibilidad. 

Los gemelos digitales apoyan este esfuerzo mediante el seguimiento de los paquetes que se mueven a través del sistema en tiempo real, desde la creación de la etiqueta de envío hasta la entrega final. 

Los gemelos digitales también pueden aprender el comportamiento de los clientes individuales; como las preferencias de entrega y embalaje, el número de pedidos enviados y recibidos, y las interacciones con los conductores de entrega; y analizar el comportamiento de los conductores en carretera y el cumplimiento de la seguridad. 

Además, la réplica virtual de la red realiza tareas dinámicas de optimización de rutas y navegación, y gestiona la asignación dinámica de capacidad y las rutas de envío de paquetes en los hubs.

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El camino a seguir

Aunque los ejemplos anteriores demuestran el valor de los gemelos digitales en las cadenas de suministro, sólo representan una fracción de las aplicaciones potenciales de la tecnología. 

Más empresas pueden aprovechar esta tecnología si abordan su adopción e implementación de forma sistemática.

Antes de invertir en tecnología de gemelos digitales, las empresas deben evaluar y analizar la funcionalidad actual de su cadena de suministro. 

¿Qué actores de la cadena de suministro están involucrados? ¿Qué KPI necesitan mejorar? ¿De qué fuentes de datos y capacidades analíticas disponen actualmente? 

Es esencial responder a estas preguntas para identificar exactamente los resultados de la cadena de suministro que hay que mejorar y, de forma más práctica, para determinar qué funciones básicas imitará el gemelo digital.

Las empresas pueden empezar construyendo un gemelo digital para la función más relevante y apremiante de la cadena de suministro y ampliarlo para conectar con gemelos digitales para funciones complementarias. 

Esta conexión crea una red de gemelos digitales que, con el tiempo, ayudará a la empresa a mejorar la eficiencia de su cadena de suministro de extremo a extremo.

A medida que los costes de implementación sigan disminuyendo, el tiempo entre los esfuerzos e inversiones iniciales en tecnología de gemelos digitales y el punto de equilibrio también disminuirá. 

Las tecnologías habilitadoras de los gemelos digitales están allanando el camino para una adopción más rápida en todas las áreas funcionales, posicionando a los gemelos digitales para desempeñar un papel cada vez más importante en la digitalización de la cadena de suministro a medida que las empresas avanzan en el uso de la tecnología para mejorar la funcionalidad y orquestar sus viajes de transformación digital cada vez más.


SOBRE LOS AUTORES

Özden Tozanli es un científico de datos senior en Lineage Logistics y un investigador afiliado al laboratorio de Transformación de la Cadena de Suministro Digital del MIT. María Jesús Saénz es directora del laboratorio de Transformación Digital de la Cadena de Suministro del MIT y directora ejecutiva del programa de máster en gestión de la cadena de suministro del Centro de Transporte y Logística del MIT.

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