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Jul 15, 2023

Tres preguntas para hacer en un escenario de prueba de gemelos digitales

Los gemelos digitales son una forma popular de modelar y probar cosas físicas, como automóviles, fábricas y edificios, así como entidades no fijas, como procesos comerciales, cadenas de suministro e incluso ciudades.

Los gemelos digitales son una forma popular de modelar y probar cosas físicas, como automóviles, fábricas y edificios, así como entidades no fijas, como procesos comerciales, cadenas de suministro e incluso infraestructura urbana. Teresa Tung, tecnóloga jefe de nube en Accenture, describe los gemelos digitales como una forma para que las organizaciones "transformen el desarrollo de productos físicos de la misma manera que el desarrollo de productos de software evolucionó de Waterfall a Agile".

La diferencia clave entre los flujos de trabajo de modelado tradicionales utilizados para las pruebas y el enfoque del gemelo digital es que este último se ejecuta con actualizaciones continuas recibidas de datos del mundo real. Los sistemas diseñados para admitir gemelos digitales generalmente vienen con un conjunto de esquemas semánticos que ayudan a conectar los puntos entre diferentes vistas de componentes tanto simulados como del mundo real.

Estos tipos de esquemas pueden ayudar a los equipos de ingeniería eléctrica, mecánica y de otro tipo a explorar las compensaciones entre el diseño y el rendimiento a través de una vista única en lugar de transferir datos entre herramientas y paneles de control separados. Pero el enfoque del gemelo digital no es infalible, y las organizaciones que quieran implementarlo de manera efectiva deben plantearse tres preguntas importantes que giran en torno a la integridad de los datos, el contexto empresarial y la precisión de los procedimientos de prueba existentes.

Bryan Kirschner, vicepresidente de estrategia del proveedor de gestión de datos DataStax, recomendó que los equipos de control de calidad presten especial atención a cómo podrían divergir el estado del mundo real y el gemelo digital. Los equipos de prueba deben probar escenarios que definan el rango de condiciones bajo las cuales se puede confiar en el gemelo como una fuente autorizada de verdad.

"El objetivo de las pruebas cambia de: '¿Qué tan bien funciona este sistema?' a '¿Se puede confiar en él como una fuente autorizada de verdad?'", dijo Kirschner, enfatizando la importancia de identificar cualquier escenario específico en el que sea posible que los datos del gemelo no sean una representación precisa de las condiciones del mundo real. Para lograr esto, los equipos de control de calidad deben garantizar que el diseño subyacente de los gemelos digitales se alinee con los flujos de trabajo de prueba actualmente existentes en una organización.

Por ejemplo, Jim Christian, director de productos y tecnología de mCloud Technologies, dijo que la compañía está utilizando un enfoque de gemelo digital para modelar y simular sistemas de procesamiento de datos de gran volumen para probar el rendimiento operativo en tiempo real. Para lograr esto, los gemelos digitales están diseñados utilizando una arquitectura modular para que las piezas puedan probarse tanto individual como colectivamente, lo que les permite realizar un seguimiento más cercano de la integridad de los datos.

Según Siva Anna, directora senior de control de calidad empresarial del proveedor de servicios digitales Apexon, es importante considerar cuidadosamente qué puntos de datos recopilan los equipos de control de calidad de fuentes del mundo real para utilizarlos con gemelos digitales. Una implementación exitosa de un gemelo digital depende de capturar parámetros vitales y específicos que eventualmente ayuden a calibrar las mejoras de rendimiento y diseño. Los equipos de prueba deben tener en cuenta que los diversos sensores que alimentan datos a los sistemas de gemelos digitales probablemente abarquen múltiples formatos de datos y niveles de calidad que deben consolidarse claramente en una sola vista.

Los equipos de prueba también deberían trabajar con los desarrolladores para comprender el contexto, que se expresa a través de casos de uso, dijo Puneet Saxena, vicepresidente de planificación de la cadena de suministro de Blue Yonder. Por ejemplo, la planificación integrada de la oferta y la demanda para los fabricantes utiliza un gemelo digital para representar una cadena de suministro física en un modelo de software detallado que representa tanto cosas físicas, como artículos de almacén, ubicaciones geográficas o máquinas automatizadas, como entidades abstractas, como facturas de materiales, promedios de tiempo de ciclo y objetivos de tasa de producción.

"Cuanto más realista sea la representación de la realidad física en el dominio del software, mejor será el resultado", afirmó Saxena. Por ejemplo, un gemelo digital de una cadena de suministro podría ayudar a las organizaciones a determinar puntos de referencia de producción realistas para una instalación de fabricación específica basándose en predicciones de lo que esa instalación debería ser capaz de producir dada la demanda existente, la disponibilidad de materias primas, los cronogramas de trabajo en proceso o otros factores relacionados con las capacidades de producción.

Scott Buchholz, director de investigación de tecnología emergente de Deloitte Consulting, cree que los equipos de control de calidad también deberían diseñar pruebas de gemelos digitales para nuevos sistemas de control que comparen los resultados entre el comportamiento esperado y los modos de falla para el gemelo real y el digital cuando se usan con el software de control.

Los equipos de control de calidad deben solucionar las desviaciones entre el comportamiento simulado y el del mundo real; estos pueden indicar una falla en el gemelo, el software o ambos. El número, la naturaleza y la complejidad de las pruebas varían según la criticidad del sistema. Un sistema de control de software para un tren autónomo, por ejemplo, probablemente conlleva una responsabilidad mucho más directa que el software que controla un sistema de termostato residencial. En última instancia, las pruebas deberían garantizar que los resultados finales reflejen los resultados esperados dentro de niveles de tolerancia predefinidos, y Buchholz cree que estas pruebas deberían tener una prioridad específica sobre otras.

En cierto modo, la implementación de un gemelo digital se asemeja a la introducción del desarrollo basado en pruebas (TDD), donde los equipos de software crean conjuntos de pruebas automatizadas incluso antes de que comiencen los procedimientos de escritura de código. En TDD, pueden surgir defectos tanto en los casos de prueba como en el software. Según la complejidad de las pruebas automatizadas y el tamaño del equipo, un equipo de control de calidad, un equipo de desarrollo central u otro equipo de mantenimiento de aplicaciones dedicado pueden depurarlas y mantenerlas, dependiendo de la sofisticación y la tecnología subyacente del propio gemelo digital.