Con la creciente naturaleza dinámica de la demanda del cliente, los cambios en la producción, el producto y el diseño de fabricación se han vuelto más frecuentes. Además, una validación inadecuada durante la fase de diseño de fabricación puede resultar en problemas adicionales, como el rediseño de procesos y la reubicación de la disposición, durante la fase de operación. Por lo tanto, se requieren sistemas que puedan pre-validar y permitir un análisis preciso y confiable en la fase de diseño de fabricación, así como aplicar y optimizar variaciones en las líneas de producción en tiempo real. Anteriormente, el gemelo digital (DT) ha sido estudiado mucho en los campos de diseño de productos y pronósticos y gestión de instalaciones. La investigación sobre el marco del sistema que conduce a la utilización y optimización del DT y el análisis a través del DT en sistemas de fabricación complejos con procesos continuos, como las líneas de producción, es insuficiente. En este estudio, se desarrolla un sistema basado en un DT y resultados de simulación; este sistema puede reflejar, analizar y optimizar cambios dinámicos en el diseño de procesos y líneas de producción en tiempo real. Primero, se diseña el marco y la aplicación del sistema propuesto. Posteriormente, se desarrollan metodologías de optimización basadas en heurísticas y aprendizaje por refuerzo (RL). Finalmente, se verifica la efectividad y aplicabilidad del sistema propuesto mediante la implementación de una aplicación real de DT en un sitio de fabricación real.