Lockheed Martin transforma el entrenamiento militar con la tecnología de gemelos digitales de Simio

El desafío

Resumen ejecutivo

Lockheed Martin, líder mundial en tecnología aeroespacial y de defensa, se enfrentaba a importantes retos a la hora de gestionar sus complejas operaciones de formación militar en el marco de contratos basados en el rendimiento. Mediante la implementación de la tecnología Simio'4 Process Digital Twin, crearon una solución integral Training Enterprise Digital Twin que revolucionó su enfoque de la planificación de recursos, la programación y la toma de decisiones operativas.

La solución permitió a Lockheed Martin modelar con precisión la progresión de los estudiantes a través de los canales de formación, junto con la disponibilidad de los activos y los requisitos de mantenimiento. Esta réplica digital de su empresa de formación produjo resultados notables, como tiempos de finalización de la formación un 25% más rápidos, una reducción del 20% en los picos de carga de estudiantes y un ahorro potencial de decenas de millones de dólares mediante la optimización de la adquisición de activos.

Este estudio de caso examina cómo Lockheed Martin aprovechó la tecnología de simulación de Simio para transformar sus operaciones de formación, proporcionando al mismo tiempo una visibilidad sin precedentes de la dinámica operativa y las necesidades de recursos.

Desafío empresarial

El reto de la formación llave en mano

El innovador enfoque de "formación llave en mano" de Lockheed Martin representa un cambio fundamental en la prestación de formación militar. En lugar de limitarse a proporcionar equipos de formación, Lockheed Martin presta un servicio integral basado en el rendimiento y centrado en los resultados de la formación. Este enfoque plantea retos operativos únicos:

Riesgo de contrato basado en el rendimiento: el pago depende de la producción de graduados cualificados que cumplan unas especificaciones estrictas, lo que crea un riesgo financiero significativo si no se alcanzan los objetivos de formación.

"Se basa en el rendimiento. Eso significa que sólo cobramos cuando obtenemos un producto final que cumple o supera las especificaciones. Por un lado entran los candidatos a estudiantes como materia prima, y por el otro salen los graduados como producto acabado."

Complejidad de la optimización de recursos: Las instalaciones de formación incluyen activos de gran valor como aviones y simuladores con:

• Complejos requisitos de mantenimiento
• Disponibilidad dependiente de las condiciones meteorológicas
• Demandas contrapuestas entre formación y mantenimiento

Incertidumbre de previsión: Las operaciones de formación implican:

• Múltiples procesos con diferentes necesidades de recursos
• Progresión y abandono imprevisibles de los alumnos
• Dependencias complejas entre cursos y recursos

Necesidades de apoyo a la toma de decisiones estratégicas: Gestión requerida:

• Previsión precisa del rendimiento del programa
• Cuantificación y mitigación de los riesgos operativos
• Optimización de la adquisición y utilización de recursos
• Apoyo durante todo el ciclo de vida del programa

Los enfoques de planificación tradicionales no podían captar adecuadamente estas complejidades ni proporcionar el apoyo a la toma de decisiones necesario para optimizar las operaciones. Lockheed Martin necesitaba una solución que pudiera modelar las intrincadas dependencias dentro de su empresa de formación y, al mismo tiempo, respaldar la toma de decisiones basada en datos.

La solución

Enfoque de la solución: El gemelo digital de la empresa de formación

Creación de una réplica digital de las operaciones de formación

Lockheed Martin implementó un enfoque integral de gemelo digital utilizando la tecnología de simulación de Simio para crear una representación virtual de toda su empresa de formación. Este gemelo digital incorporaba tanto la progresión de los estudiantes a través de los canales de formación como la disponibilidad de los activos que apoyaban dicha formación.

La solución incluía dos componentes de modelado interconectados:

1. 1. Modelo de validación de programas

• Este componente simula la progresión de los alumnos a través de los itinerarios de formación:
• Modela programas de formación completos, desde la formación básica hasta los cursos especializados.
• Tiene en cuenta las diferentes trayectorias de los alumnos (ala fija, ala rotatoria, guerra electrónica, etc.).
• Incorpora puntos de desgaste variables en los que los alumnos pueden suspender o necesitar formación adicional.
• Seguimiento de la disponibilidad y cualificación de los instructores
• Simula eventos académicos y de entrenamiento de vuelo con los requisitos de recursos apropiados

2. Modelo de mantenimiento y logística

Este componente simula la disponibilidad de activos y los requisitos de mantenimiento:

• Modela eventos de mantenimiento planificados y no planificados.
• Tiene en cuenta los calendarios detallados de mantenimiento y las limitaciones de recursos.
• Predice la disponibilidad de los activos en función de los patrones de uso
• Integra el impacto de las condiciones meteorológicas en las operaciones de entrenamiento
• Optimiza la programación del mantenimiento para maximizar la disponibilidad de los activos.

"Hemos realizado la simulación y vamos a ver los resultados. La simulación genera gigabytes de diagramas de Gantt. Sabes todo lo que hay que saber sobre un alumno. Ves lo que están haciendo en cada momento del día".

Lo más importante es que la implantación del gemelo digital sigue un sistema de retroalimentación en bucle cerrado:

• La simulación genera previsiones y planes de recursos recomendados.
• La selección deplanes identifica las estrategias óptimas de asignación de recursos
• La ejecución aplica los planes seleccionados en operaciones reales
• La recopilación de datos captura datos de rendimiento del mundo real
• La mejora continua perfecciona los modelos basándose en los datos operativos.

Este enfoque garantiza que el gemelo digital mantenga la fidelidad con las operaciones reales y permite la mejora continua a través de la toma de decisiones basada en datos.

Implementación técnica

Dar vida al gemelo digital

La implementación técnica del gemelo digital de la empresa de formación aprovechó las capacidades avanzadas de simulación de Simio para crear una réplica virtual completa de las operaciones de formación de Lockheed Martin.

Entradas de datos y parámetros del modelo

El modelo incorpora una amplia gama de entradas de datos para garantizar una simulación precisa:

Arquitectura de simulación

La arquitectura de simulación integra varios componentes clave:

• Integración de bases de datos: Conecta con sistemas externos para la entrada y salida de datos
• Simulación Monte Carlo: Ejecuta múltiples réplicas para tener en cuenta la variabilidad
• Soporte de cuadros de mando: Proporciona visualización de indicadores clave de rendimiento
• Interfaz de programación: Permite la integración con sistemas de programación operativa

"Queremos realizar estos análisis con regularidad. Y no hemos hecho más que rascar la punta del iceberg, porque hay cientos de parámetros que se pueden cambiar en este modelo. Y cada uno de ellos puede representar una visión diferente en función de la situación a la que te enfrentes".

Proceso de implantación

Lockheed Martin desarrolló un enfoque estructurado para la implantación del gemelo digital:

Estructura de equipo: Separó las funciones especializadas de modelado y análisis:

• Los modeladores se centraron en comprender y mejorar el producto de simulación
• Analistas especializados en comprender los requisitos del cliente y generar informes

Flujo de trabajo de implantación:

1. Actualización de los datos de referencia con la información operativa actual
2. Ejecutar escenarios de simulación para prever los resultados
3. Verificación de los resultados en función de los datos históricos o las expectativas
4. Perfeccionar los parámetros del modelo basándose en los resultados de la verificación
5. Identificar y resolver conflictos de programación
6. Presentar los resultados a las partes interesadas para la toma de decisiones
7. Aplicar el enfoque seleccionado y continuar la supervisión

Este enfoque estructurado garantiza que el gemelo digital proporcione información precisa y procesable, al tiempo que mantiene la alineación con las realidades operativas.

Impacto en el negocio

Resultados e impacto empresarial

Transformación de la toma de decisiones y las operaciones

El gemelo digital de la empresa de formación proporcionó mejoras significativas y cuantificables en múltiples dimensiones de las operaciones de formación de Lockheed Martin.

Estudio de caso de optimización de planes de estudios

Un análisis comparativo de los cambios del plan de estudios demuestra la capacidad del modelo para evaluar los impactos operativos:

Este ejemplo ilustra cómo el traslado de determinadas actividades de formación de los aviones a los simuladores no sólo redujo el tiempo medio de formación, sino que también disminuyó significativamente la variabilidad, permitiendo operaciones más predecibles y manteniendo al mismo tiempo las tasas de graduación.

Impacto empresarial estratégico

Más allá de los ejemplos específicos de optimización, el gemelo digital aportó importantes beneficios estratégicos:

1. Mejora de la comunicación con las partes interesadas

• Previsiones claras del rendimiento esperado
• Comprensión basada en datos de las necesidades de recursos
• Visión transparente de las limitaciones operativas
• Sin sorpresas para los clientes ni para la dirección

2. Evitación de costes mediante la optimización de activos

• Modelización precisa de las necesidades reales de activos
• Reducción de la adquisición de activos de formación de alto coste
• Planificación optimizada del mantenimiento
• Mejor utilización de los recursos existentes

"Piense en el coste de un avión. El coste de adquisición es bastante elevado. Pero ahora piense en el coste de mantenimiento de ese avión. Podría ser tres veces el precio de compra del avión. Así que si puedes demostrar que puedes entrenar con menos aviones, puedes haber ahorrado decenas de millones de dólares."

3. Mejora de la planificación operativa

• Previsión precisa de las fechas de las clases a lo largo de todo el proceso de formación.
• Mejor asignación de instructores y recursos
• Programación más eficaz de las actividades de mantenimiento
• Reducción de los cuellos de botella y del tiempo de espera

4. Mejora de la gestión de riesgos

• Posibilidad de probar escenarios hipotéticos sin interrupción de las operaciones.
• Cuantificación de los riesgos operativos
• Estrategias de mitigación basadas en datos
• Mayor adaptabilidad a los requisitos cambiantes

El gemelo digital se ha convertido en un activo estratégico esencial, que proporciona tanto beneficios operativos inmediatos como una base para la innovación y optimización futuras.

Aplicaciones futuras

Ampliación del ecosistema de gemelos digitales

Basándose en el éxito de la implementación inicial, Lockheed Martin está explorando varias oportunidades de expansión para su Training Enterprise Digital Twin:

1. Integración mejorada con sistemas de programación

• Asistencia de programación operativa en tiempo real
• Asignación dinámica de recursos
• Resolución automatizada de conflictos

2. Capacidades ampliadas de análisis de suposición Y si...

• Impacto de la modernización de equipos
• Cambios en los métodos de formación
• Evaluaciones de limitaciones de recursos

3. Aplicación a otros ámbitos de formación

• Ampliación del entrenamiento de vuelo a otras especialidades militares
• Coordinación de la formación entre dominios
• Ejercicios de entrenamiento conjuntos

4. Aplicaciones analíticas avanzadas

• Integración del mantenimiento predictivo
• Predicción del rendimiento de los alumnos
• Identificación temprana de retos de formación

"Apoyamos las decisiones durante todo el ciclo de vida del programa. Tenemos desarrollo de soluciones, stand up y prestación de servicios".

A medida que Lockheed Martin continúa perfeccionando y ampliando su implementación de digital twin, anticipan aún mayores mejoras operativas y ahorros de costos en toda su empresa de capacitación.

Conclusión

La implantación por parte de Lockheed Martin de la tecnología Digital Twin de Simio representa un enfoque transformador de la gestión de operaciones de formación complejas. Al crear una réplica virtual completa de su empresa de formación, han obtenido una visibilidad sin precedentes de la dinámica operativa, lo que permite tomar decisiones basadas en datos que optimizan el rendimiento en múltiples dimensiones.

Los resultados hablan por sí solos: finalización más rápida de la formación, utilización más eficiente de los recursos, mayor previsibilidad y reducción significativa de los costes. Y lo que es más importante, el gemelo digital se ha convertido en una parte integral del proceso de toma de decisiones operativas y estratégicas de Lockheed Martin, creando un ciclo de mejora continua que impulsa la optimización permanente.

Esta implantación demuestra el poder de la tecnología de simulación avanzada de Simio para abordar complejos retos operativos en la industria aeroespacial y de defensa. El gemelo digital de la empresa de formación se ha convertido en un activo estratégico esencial para Lockheed Martin, proporcionando tanto beneficios operativos inmediatos como una base para la innovación futura.