Construyendo con gemelos digitales

Dan Swinhoe Editor de noticias

Gemelos digitales y la simulación en la construcción de centros de datos

Cómo una copia virtual completa de un centro de datos puede ayudar a las organizaciones a construir instalaciones mejores y más sostenibles.

Un gemelo digital es una copia virtual de un edificio, como un centro de datos —bien planificado, bien construido— que ofrecerá simulaciones detalladas sobre cómo será el rendimiento de ese edificio y cómo operará durante su vida útil.

Siguen siendo un espacio en proceso de maduración, pero los gemelos digitales ofrecen una forma de que las organizaciones construyan centros de datos de forma más eficiente y sostenible desde el inicio.

A través de estas dos gotas de agua digitales, las empresas pueden optimizar de datos, así como de su arquitectura, sistema mecánico, sistema de ingeniería, refrigeración, conectividad eléctrica y la capacidad de carga del suelo elevado. Engloba el ecosistema completo del centro de datos, incluyendo las representaciones virtuales de los bloques de edificios de tu centro de datos: componentes de potencia, refrigeración y sistemas informáticos de todos los principales fabricantes de equipo original».

A través de estas dos gotas de agua digitales, las empresas pueden optimizar el modo de diseño de sus instalaciones, entender la forma de operar y detectar posibles problemas antes de que se instale un servidor único. Dicho software de simulación permite a las empresas predecir, visualizar y cuantificar el impacto de cualquier cambio que se produzca en tu centro de datos antes de la implementación.

«El gemelo digital reúne a todas las

el modo de diseño de sus instalaciones, entender la forma de operar y detectar posibles problemas antes de que se instale un servidor único.

La llegada de los gemelos Subhankar Pal, vicepresidente adjunto de tecnología e innovación en Capgemini Engineering, explica que un gemelo digital es una réplica virtual en 3D de tu centro de datos, que puede simular su comportamiento ante cualquier escenario de funcionamiento.

«Un gemelo digital basado en la física consiste en una representación totalmente 3D del espacio del centro

«El gemelo digital reúne a todas las partes interesadas para prever el rendimiento y el impacto de negocio de tu centro de datos» - Subhankar Pal, CapGemini

partes interesadas para prever y tomar el control del rendimiento e impacto de negocio de las operaciones en tu centro de datos. El gemelo digital ofrece una visibilidad estimulante: reduce el riesgo operativo, retira las limitaciones de proceso y analiza posibles escenarios, todo en un mismo sistema», dice Pal.

Malcom Howe, socio de sistemas críticos en Cundall, señala que los modelos de CFD puede optimizar la distribución antes de que se materialicen en las salas de datos.

Un gemelo digital puede ayudar a retirar algunas de las conjeturas sobre la instalación y distribución del plan de carga y capacidad de TI.

«Incluso los pequeños cambios en la instalación pueden beneficiar significativamente la mitigación de los puntos críticos y, así, poder ofrecer un mejor uso al propietario/operador», dice.

Aunque tenga posibles beneficios para las operaciones continuas de los centros de datos existentes, ese software de simulación permite a las empresas entender cómo van a funcionar sus instalaciones en el mundo real. Las empresas pueden optimizar los diseños de los centros de datos con respecto al diseño del hardware, energía y refrigeración, y el flujo de aire. Es posible incluso optimizar la orientación de los edificios para los paneles solares. Las empresas pueden identificar posibles problemas, como puntos críticos o riesgos de incendio incluso antes de colocar los cimientos de las instalaciones.

Una ventaja clave de un gemelo digital es que ofrece una visión de aspectos físicos (como la dinámica de fluidos computacional [CFD, computational fluid dynamics]); se introducen en la imagen los líquidos, gases y temperatura en espacios 3D, lo que da a las empresas una visión mucho más granular de cómo se comportan los centros de datos.

«Más que usar un modelo impulsado exclusivamente por datos, los gemelos digitales de los centros de datos también están basados en la física, con la capacidad de simular el desempeño de una nueva configuración», añade Pal. «Te da poder para tomar decisiones con confianza».

Cuando se combina con tecnologías como la realidad virtual o aumentada, un gemelo digital puede mostrar las instalaciones en todo su esplendor antes de la construcción y ayudar con el proceso de construcción. A principios de este año, PM Group anunció que iba a instalar Holosite, el producto de realidad aumentada de XYZ Reality durante el diseño y la construcción de uno de los centros de datos de hiperescala más grandes de Dinamarca, para conseguir «ahorros importantes de tiempo y de mano de obra».

Al mismo tiempo que garantiza la eficiencia, el software de simulación puede emplearse para crear un diseño más sostenible dentro de la industria de los centros de datos, dice Joe Connolly, jefe de la oficina de Phoenix (Arizona) y director de centros de datos en EE. UU. para Turner & Townsend.

«Seleccionar la orientación de un edificio puede reducir las necesidades energéticas a través de aspectos como la maximización de las horas de luz natural. También se pueden optimizar los cerramientos exteriores de los edificios y se pueden diseñar con elementos sostenibles como características de captación de agua», dice.

«El modelado de energía con una simulación de rendimiento de los edificios (BPS, building performance simulation) que funcione al unísono con un modelo BIM, podría mostrar el consumo de energía y fijarse en los efectos de incluir opciones de energía renovable, como paneles solares y una selección de materiales sostenibles».

Ventajas tras la construcción Cuando se combinan con la gestión de infraestructura de los centros de datos (DCIM, data center infrastructure management), los gemelos digitales ofrecen una forma de que las empresas entiendan y optimicen el efecto de los cambios de hardware en el perfil de un centro de datos y esos mismos datos pueden utilizarse para ayudar a predecir y automatizar las operaciones.

«La mayoría de los centros de datos modernos construidos hoy en día incorporan algún tipo de modelo de ingeniería en la fase de diseño y extienden el uso del modelo en la construcción; otros incluso en la fase de operación», dice Callum Faulds, director en Linesight en Reino Unido.

El gemelo digital, integrado con herramientas de gestión como DCIM para capturar el estado de datos en directo del centro de datos real, puede usarse para simular y predecir, visualizar y cuantificar el impacto de cualquier cambio en el centro de datos antes de la implementación, para mitigar el riesgo de alteración o fallo.

«Con la disponibilidad de los datos a tiempo real de todos los principales componentes en todo el ecosistema y un sistema con un algoritmo de aprendizaje

«Los gemelos digitales han alcanzado la madurez. Lo más seguro es que, de aquí a tres años, veamos que todos los centros de datos están creados de esta manera» - Maciej Mazur, Canonical

automático instalado, el centro de datos podría aprender las temperaturas ideales en diferentes momentos del día y en diferentes niveles de uso informático, y ajustar automáticamente los sistemas de refrigeración como corresponda». Además, puede llevar un registro de los datos y pulir el algoritmo para hacerlo más efectivo con el tiempo.

Los centros de datos buscan tener una mayor automatización y la industria aspira a tener unas instalaciones «a oscuras» operadas a distancia. Por ello, los gemelos digitales incorporados en DCIM se convertirán en algo obligatorio.

«Si no se usa una oferta de DCIM para simular y moderar la infraestructura que opera el centro de datos, no se estaría usando el alcance total de su potencia, y una pieza de infraestructura ya ha dejado de ser una caja en un dibujo; es una caja que tiene datos y muestra el desgaste de los equipos, lo que ayuda con el plan, el mantenimiento y el remplazo», añade Oliver Goodman, jefe de ingeniería de Telehouse Europe.

«Al incluir datos a tiempo real en ese modelo, como las cargas en cada rack y la forma en la que funciona el sistema de refrigeración, puedes usar el DCIM combinado con software adicional para evaluar los elementos como el flujo de aire y la demanda de refrigeración, para manejar diferentes posibles escenarios y entender su impacto a tiempo real».

Aún es pronto

Los gemelos digitales siguen siendo una técnica nueva, especialmente en el espacio de centros de datos. Aunque los números varían dependiendo de la empresa de investigación, la industria del gemelo digital se estimó en unos 5000 millones de dólares en 2020, pero se espera que alcance los 50 000 o 100 000 millones de dólares antes de finalizar la década.

«Los gemelos digitales se usan para crear modelos precisos de 3D de nuevas construcciones y proyectos, pero el nivel de detalle con el que se construye cada modelo varía según la empresa», dice Goodman. «A pesar de su coste significativo, te permite eficientemente entrar en el edificio sin necesidad de estar ahí físicamente. Las ventajas son obvias desde el punto de vista del diseño, coordinación y detección de interferencias. Las posibilidades de lo que se puede simular con estos modelos parece interminable, pero actualmente hay unos cuantos que están usando los gemelos digitales y el modelo BIM en toda su amplitud».

Existe un creciente número de empresas que ofrecen servicios de gemelos digitales. Unos pocos, como Future Facilities, ofrecen soluciones de centros de datos específicas. La empresa de construcción Komatsu, la unidad semiconductora de Sony y la empresa de telecomunicaciones/centros de datos NTT DoCoMo anunció recientemente su iniciativa conjunta llamada Earthbrain para «apoyar la transformación digital en la industria de la construcción» a través de los gemelos digitales. Una serie de proveedores de DCIM están incorporando la tecnología a sus soluciones.

«La tecnología existe, dice Ali Nicholl, jefe de compromiso en Iotics, empresa especializada en gemelos digitales, «pero el impulso que hay que adoptar está inhibido por un enfoque en la estandarización y la centralización, que aumenta los costes y la complejidad de implementación».

Ken Smerz, CEO de diseño 3D y modelado en la empresa Zelus, añade que una barrera principal en cuanto a su adopción ha sido una reticencia generalizada para adoptar una tecnología avanzada como conjunto en la industria de la construcción, algo que ha empezado a cambiar desde los últimos 18 meses.

«Los gemelos digitales son la gran revolución», dice Maciej Mazur, gestor de producto de IA/aprendizaje automático en Canonical. «Han alcanzado la madurez y algunos proveedores de DCIM ya han integrado los gemelos digitales a sus productos. Lo más seguro es que, de aquí a tres años, veamos que todos los centros de datos están creados de esta manera».

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