Digital Twin – Filosofía para la nueva revolución digital

La mitad de quienes leen este artículo nacieron con la tecnología en sus manos, acostumbrados a una transformación digital como un hecho.  En la otra mitad estamos los que fuimos testigos de cómo la era informática llegó sin pedir permiso; pateando la puerta y transformando lo que hacíamos en libros, papel o primitivas terminales de computadora que apenas podían responder a registros alfanuméricos y gráficos lineales.  Lo que actualmente hace el software enfocado en BIM, con renderizado en tiempo real, conectado con un contexto geoespacial, respondiendo a procesos apegados a un modelo de negocio e interfaces operadas desde móviles, es evidencia de hasta donde la oferta de la industria pudo interpretar la necesidad del usuario.

Algunos términos de la revolución digital anterior

PC – CAD – PLM –  Internet – GIS – email – Wiki – http – GPS 

Cada innovación tuvo sus adeptos, que apegados a un modelo transformaron diferentes industrias.  La PC fue el artefacto que cambió la gestión de documentos físicos, el CAD mandó a las bodegas las mesas de dibujo y mil artefactos que no cabían en las gabetas, el correo electrónico se volvió el medio digital por defecto para comunicarse de manera formal; todos ellos terminaron rigiéndose por estándares con una aceptación global; al menos desde la óptica del proveedor.  Esas transformaciones de la revolución digital anterior se centraron en agregar valor a información geográfica y alfanumérica, lo que impulsó de manera separada la mayoría de negocios de hoy. El modelo sobre el que navegaron estas transformaciones fue la conectividad global; o sea el protocolo http del que hasta el día de hoy no nos hemos podido librar. Las nuevas iniciativas aprovecharon la información, las condiciones de conectividad y las convirtieron en nuevas costumbres culturales que hoy vemos como Uber, Airbnb, Udemy, Netflix.

Pero hoy, estamos a las puertas de una nueva revolución digital, que empañará todo esto.

Nuevos términos:

Block Chain – 4iR –  IoT – Digital Twin – Big Data  – AI – VR 

Si bien nuevos términos parecieran ser solo acrónimos de la moda hashtag, no podemos negar que la cuarta revolución industrial está a las puertas, materializándose de forma separada en muchas disciplinas.  El Internet de esta ocasión promete ser mucho más; tomando ventaja de todo lo alcanzado hasta hoy, pero rompiendo paradigmas que no están a la altura de un mercado que ya no solo conecta computadoras y móviles; sino que conecta actividades de seres humanos en sus contextos.

No hay un solo de los oráculos que pueda garantizar cómo será el nuevo escenario, aunque la voz de líderes claves de la industria nos sugieren mucho, si adoptamos una postura pragmática y consciencia evidencias de madurez.  Algunas visiones, alcances y oportunidades de esta nueva revolución, tienen el sesgo oportunista de quien espera vender hoy. Los gobiernos, en el limitado ojo de sus líderes suelen ver apenas lo que podría representar un negocio o reelección de su cargo en el corto plazo, pero en el largo plazo irónicamente son los usuarios comunes y corrientes, interesados en sus necesidades quienes tienen la última palabra.

Y si bien el nuevo escenario promete mejores reglas de convivencia, código libre conviviendo con el privativo, sostenibilidad ambiental, estándares resultantes de un concenso; nadie gaarntiza que actores como gobierno y la academia estarán a la altura de su rol en el tiempo propicio.  No; nadie puede predecir cómo será; solo sabemos que sucederá.

Digital Twin – ¿El nuevo TCP/IP?

Y como sabemos que sucederá de forma tal que podríamos no percibir los cambios graduales, será necesario estar preparados para este cambio.  Somos conscientes que en esta ocasión la prudencia y el concenso serán inevitables para quienes entienden la sensibilidad de un mercado globalmente conectado y donde el valor agregado no solo figura en los indicadores de los valores bursátiles sino también en la respuesta de un consumidor cada vez más influyente en la calidad de los servicios.  Indudablemente, los estándares jugarán su mejor papel para garantizar equilibrio entre la oferta creativa de la industria y las demanda de los usuarios finales.

El Gemelo Digital, aspira a posicionarse en la filosofía de esta nueva transformación digital.

A qué aspira el nuevo protocolo

Para que el http/TCIP llegara a ser el protocolo estándar de comunicación, que al día de hoy se mantenga vigente ante la evolución de la tecnología y la sociedad, ha debido pasar por un proceso de gobernanza, actualización y democracia/tiranía que el usuario común desconoce.  De este lado, el usuario nunca conocío una dirección IP, ya no es necesario escribir www, y el buscador reemplazó la necesidad de escribir http. Sin embargo, pese al cuestionamiento de la industria por las limitaciones de los ancianos detrás de este estándar, sigue siendo el heroe que rompió los paradigmas de comunicación global.

Pero el nuevo protocolo va más allá de conectar computadoras y teléfonos.  Los actuales servicios de nube más que almacenar páginas y datos, forman parte de la operación del diario vivir del ciudadano, los gobiernos y los negocios.  Justo es una de las razones de la muerte del protocolo original, basado en direcciones IP, puesto que ahora se requiere conectar artefactos que van desde una lavadora que necesita enviar un mensaje que ya terminó de centrifugar la ropa, hasta los sensores de un puente cuya vigilancia en tiempo real debe informar su estado de fatiga y necesidad de mantenimiento.  Esto es, en una versión para ignorantes, de lo que llamamos internet de las cosas; a las que debe responder un nuevo protocolo.

El nuevo protocolo, si quiere ser estándar debe estar a la altura de interconectar más que información en tiempo real.  Como alcance, debería incluir todo el entorno construido existente y nuevo, así como las interfaces con el entorno natural y el servicio prestado en aspectos social, económico y ambiental.

Desde el enfoque de una empresa, el nuevo estándar debe parecerse mucho a una representación digital de los activos físicos; como una impresora, un apartamento, un edificio, un puente.  Pero más que su modelamiento, se espera que agrege valor a las operaciones; para que permita tomar decisiones mejor informadas y por lo tanto a mejores resultados.

Desde el enfoque de un país, se necesita que el nuevo protocolo sea capaz de crear ecosistemas de muchos modelos conectados; como todos los activos de un país, a fin de liberar mayor valor al utilizar esos datos para el bien público.

Desde el enfoque de productividad, se necestita que el nuevo protocolo sea capaz de estandarizar el ciclo de vida; simplificado a lo que le sucede a todas las cosas, materiales como una carretera, una parcela, un vehículo; inmateriales como una inversión bursátil, un plan estratégico, un diagrama de gannt.  El nuevo estándar debe simplificar que todos ellos nacen, crecen, producen resultados, y mueren… o se transforman.

El gemelo digital, aspira ser ese nuevo protocolo.

Qué espera el ciudadano de la nueva revolución Digital.

Los mejores escenarios de cómo será en estas nuevas condiciones, no es pensar en lo que nos anuncia Hollywood, de las personas dentro de un domo gobernado por una élite que controla la actividad de sobrevivientes del mundo postapocalíptico donde ya no es posible determinar la realidad aumentada de la simulación inducida; o en el otro extremo, un escenario fantasioso donde todo es tan perfecto que se perdió la emoción del emprendimiento humano.

Pero algo hay que imaginarse del futuro; al menos para este artículo.

Si lo vemos en la aspiración de los dos grandes usuarios en un esquema de front-back office a quienes les llamaremos Partes interesadas.  Una parte interesada que necesita estar bien informada para tomar mejores decisiones, y un ciudadano que requiere mejores servicios para ser más productivo; recordando que esta parte interesada puede ser un ciudadano de forma individual o en grupo actuando desde un rol público, privado o mixto.

Así que hablamos de servicios; yo, soy Golgi Alvarez, y necesito construir una ampliación a la tercera planta de mi edificación; que mi padre construyó en el año 1988.  Olvidemos por ahora términos, marcas o acrónimos que ensucien este escenario y basémonos en lo simple.

Juan Medina ocupa, que esta solicitud se le apruebe en el menor tiempo, al menor costo, con la mayor transparencia, trazabilidad y con la menor cantidad de requisitos e intermediarios.  

La autoridad, necesita tener suficiente información para aprobar esta decisión de forma segura, a fin que sea trazable quién, qué, cuándo y dónde está presentando una solicitud: porque una vez que apruebe esta decisión, deberá disponer al menos del estado final del cambio realizado, con la misma trazabilidad que ofreció.  Esto responde a la premisa que «La Convergencia de infraestructura inteligente, métodos modernos de construcción y la economía digital presentan crecientes oportunidades para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos”.

 El valor que toman los datos en este escenario, van más allá de tener un único modelo virtualizado ultra-detallado de todo el mundo físico; más bien hablamos de disponer de modelos conectados conforme al propósito de los intervinientes del flujo de trabajo:

  • El ciudadano que lo que necesita es una respuesta (un trámiete),
  • quien autoriza necesita una normativa (zonificación geoespacial), 
  • el diseñador responde por un diseño (Modelo BIM to be), 
  • un constructor responde a un resultado (plan, presupuesto, planos), 
  • los proveedores que responden a un listado de insumos (especifiaciones), 
  • el supervisor que responde al resultado final (modelo BIM as built).

Es claro que tener los modelos interconectados debe simplificar los intermediarios, pudiendo automatizar validaciones que en el mejor de los casos sean un auto-servicio del usuario final; o al menos, transparente y trazable, reducido a los pasos mínimos.   Al final, lo que el ciudadano necesita es tener la autorización y construir; en tanto que el gobierno aprobar conforme a su normativa y obtener la información del estado final. De modo, que la conexión entre los modelos front-back office es apenas en estos tres puntos, que agregan valor.  

El propietario realizó la construcción que esperaba, el Gobierno garantizó que la obra se hizo cumpliendo con la normativa y sin esfuerzo mayor garantizó mantener su información actualizada.  La variante solo está en el propósito.

Aunque para el ejecutor, diseñador y proveedor de materiales el valor agregado son otros aspectos; pero en la misma forma esas relaciones deberían poderse simplificar.

Si lo vemos desde una visión de modelos, esta aplicación que hemos hecho a una construcción podría estandarizarse para gestiones similares: una compraventa de propiedad, una hipoteca, solicitud de un crédito, licencia de operación de un negocio, explotación de recursos naturales, o actualización de un plan de ordenamiento urbano.  Las variantes están en aspectos comom la escala y los enfoques; pero de tener el mismo modelo de dominio, deberían poderse interconectar.

Digital Twins, aspira ser el modelo que se permita estandarizar y conectar representaciones multipropósito, con diferentes escala espacial, escala temporal y enfoques.

Qué podemos esperar de los Principios Géminis.

El ejemplo anterior, es un simple caso aplicado a una gestión entre un ciudadano y una autoridad; pero como se ve en los párrafos finales, es necesario que diferentes modelos se interconecten; de lo contrario la cadena se interrumpirá en el eslabón más debil.  Para que esto suceda, es necesario que la transformación digital incluya todo el entorno construido de forma general, para que se garantice un mejor uso, operación, mantenimiento, planificación y entrega de activos nacionales y locales, sistemas y servicios. Debe traer beneficios para toda la sociedad, la economía, las empresas y el medio ambiente.

Por ahora, el mejor ejemplo inspirador es el de Reino Unido.  Con su propuesta de Prinicipios fundamentales Géminis y su hoja de ruta; pero antes que tildemos a los amigos de simpre ir contra la corriente y su histórica costumbre de queer hacer siempre cada cosa de una forma diferente pero ceremoniosamente ordenada.  Hasta el día de hoy, las normas británicas (BS) llegaron a tener un alto impacto en estándares con un alcance internacional; donde es respetable el trabajo de iniciativas actuales como i3P, ICG, DTTG, UK BIM Alliance.

En consecuencia con esta particularidad de Reino Unido, nos nos sorpende lo que está lanzando el Grupo de Trabajo del Marco Digital (DFTG), que reúne voces clave del gobierno, la academia y la industria para llegar a un consenso sobre las definiciones fundamentales y valores orientadores necesarios para apuntalar la transformación digital. 

Con la presidencia a cargo de Mark Enzer, el DFTG se ha apuntado un interesante esfuerzo para la creación del Marco que grantice gestión eficaz de la información en todo el entorno construido, incluido el intercambio seguro de datos.  Este trabajo, a la fecha dispone de dos documenots:

Los Principios Géminis:

Estos son una guía de los valores de «conciencia» del marco de gestión de información, que incluye 9 principios agrupados en 3 ejes de la siguiente forma:

Propósito: Bien público, Creación de valor, Visión.

Confianza: Seguiridad, Franqueza, Calidad.

Función: Federación, Curación, Evolución.

La Hoja de Ruta.

Este es un plan priorizado para desarrollar el marco de gestión de la información, con 5 corrientes que mantienen los prinicipios géminis de forma transfersal.  

Cada una de estas corrientes son tiene una ruta crítica propia, con actividades concatenadas pero son interdependientes; conforme se visualiza en el gráfico.  Estas corrientes son:

  • Alcance, con 8 tareas críticas y 2 no críticas.  Clave pues es necesaria su definición para activar los habilitadores.
  • Gobernanza, con 5 tareas críticas y 2 no críticas.  Es la corriente con menos dependencias.
  • Comunes, con 6 tareas críticas y 7  no críticas, es la más extensa.
  • Habilitadores, con 4 tareas críticas y 6 no críticas, con mucha interrelación con la gestión del cambio.
  • Cambio, 7 tareas críticas y 1 no crítica.  Es la corriente cuya ruta crítica es hilo conductor.

Como se puede identificar en este alcance, no está pensado meramente en Reino Unido como su propio Brexit de transformación digital, o su gusto por conducir por el carril izquierdo.  Si se quiere impulsar un modelo de conexión de gemelos digitales que tiene alcance nacional, es necesario plantear algo que pueda alinear la industria, especialmente en materia de estándares.  Sobresalen en este aspecto los siguientes elementos:

  • 1.5 Alineación con otras iniciativas.

Los acrónimos de este elemento son más que suficientes, para respetar esta apuesta; Normas ISO, normas europeas (CEN), alineamiento con Innovate UK, Building SMART, W3C, BIM UK, DCMS, i3P, DTTG, IETF.

  • 4.3 Alcance internacional.

Aquí se habla de identificar y gestionar un lobby con programas, iniciativas y oportunidades del contexto internacional con sinergias. Interesante, que tienen en su consideración el aprendizaje de buenas prácticas de países que ya lo están intentando; incluso la posibilidad de consolidar un grupo internacional de intercambio de conocimientos, entre los que mencionan Australia, Nueva Zelanda, Singapur y Canadá.

El documento hembrional denominado Principios Géminis, de lograr el consenso clave entre los principales líderes de la industria, llegaría a ser lo que fue «Catastro 2014» a finales de los años noventa, qué estableció aspectos fílosóficos para la administración de tierras, que luego doe trabajos de concenso con iniciativas como INSPIRE, LandXML, ILS y OGC, llegó a ser a partir de 2012 la norma ISO-19152, conocida hoy como LADM.

En este caso, será interesante ver como logran obtener consenso grandes líderes de la industria tecnológica que han traido sus propios modelos; bajo mi particular punto de vista, son clave:

  • El grupo SIEMENS – Bentley – Microsoft – Topcon, que en cierta manera conforman un escenario casi completo en el ciclo de la Geo-Ingeniería; captura, modelado, diseño, operación e integración.
  • El grupo HEXAGON – que tiene un conjunto de soluciones bastante similares con alcance interesante en un portafolio que se segmenta en agricultura, activos, aviación, conservación, defensa e inteligencia, minería, transporte y gobierno.
  • El grupo Trimble – que mantiene un equivalente a los dos anteriores, con muchas ventajas de posicionamiento y alianza con terceros, como ESRI.
  • El grupo AutoDesk – ESRI que en un esfuerzo reciente buscan sumar portafolios de mercados en los que son predominantes.
  • También otros actores, que tienen sus propias iniciativas, modelos y mercados; con los que falta esclarecer su participación y consenso. Ejemplo, General Electric, Amazon o IRS.

De modo, que como cuando mi padre me llevaba al rodeo para ver cómo los vaqueros dominaban el toro, desde nuestra pluma no nos queda más que advertir lo que visualizamos.  Pero seguramente será un gran torneo, en donde es más grande el que logra el consenso, donde ir alineados agrega más valor que los puntos de acciones en la bolsa.

El rol del BIM en cuanto Digital Twins

BIM ha tenido un alto impacto y continuidad en un plazo considerable, no porque facilita la gestión digital de modelos 3D, sino porque es una metodología que fue acuerpada por los grandes líderes de la industria de la arquitectura, ingeniería y construcción.  

De nuevo, el usuario final desconoce muchas cosas que suceden en la trastienda de los estándares; como un usuario de ArchiCAD que podría decir que ya lo hacía antes que se le llamara BIM; cierto en parte, pero el alcance como metodología en los niveles 2 y 3 van más allá de gestionar información intercambiable, y apunta a gestión de la operación y ciclos de vida no solo de infraestructuras sino de contexto.

Luego entonces nos viene la pregunta. ¿BIM no es suficiente?

Quizá la diferencia más grande de lo que plantea Digital Twins, es que conectar todo, no solo es conectar infraestructuras.   Pensar en contextos globales interconectados, implica conectar sistemas que no necesariamente tienen una modelación geográfica.  De modo, que solo estamos en una nueva etapa de ampliación de contexto, donde nadie le quitará el papel que ha cumplido y seguirá cumpliendo la metodología BIM, pero algo más arriba lo absorverá o integrará.

Veamos ejemplos:

Cuando Chrit Lemenn buscó llevar el Core Cadastre Domain Model a un estándar para la administración de tierras, debió encontrar el equilibrio con las directrices de INSPIRE y el comité técnico de los estándares geográficos.  Así que, queramos o no,

  • En el contexto de INSPIRE, el ISO:19152 es el estándar para la gestión catastral,
  • En cuanto a las clases topográficas del LADM, deben cumplir con los estándares geográficos de OGC TC211.

LADM es un estándar especializado en información de tierras.  Por eso, aunque el estándar LandInfra lo incluye, rompe con la búsqueda de simplicidad, pues es preferible tener un estándar para infraestructura y uno para tierras, y vincularlos en el punto donde agrega valor el intercambio de información.

De modo, que el contexto de Digital Twins, BIM podría continuar siendo la metodología que rige estándares para modelado de infraestructuras; nivel 2, Con toda la complejidad de detalle que necesita el diseño y la construcción.  Pero la operación e integración del nivel 3, llevará una tendencia más simplificada para integración por valor agregado y no capricho que todo debe hablarse en el mismo idioma.

Ya habrá mucho que hablar al respecto; el valor de los datos, la ruptura de barreras, el conocimiento abierto, el rendimiento de las infraestructuras, la creación exitosa, operación…

«La Convergencia de infraestructura inteligente, métodos modernos de construcción y la economía digital presentan crecientes oportunidades para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos”

Quien logre agrupar a los actores clave detrás de esta filosofía, entendiendo la importancia del bien público, la economía, la sociedad y el ambiente… llevará mayores ventajas.  

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