Los gemelos digitales mejoran la fabricación en la vida real

Los datos del mundo real combinados con simulaciones digitales de productos (gemelos digitales) brindan información valiosa que ayuda a las empresas a identificar y resolver problemas antes de que los prototipos entren en producción y administren productos en el campo, dice Alberto Ferrari, director senior de Model-Based Digital Centro de capacidad de procesos de subprocesos en Raytheon.

“Como dicen, ‘Todos los modelos están mal, pero algunos de ellos son útiles’”, dice Ferrari. “Los gemelos digitales, respaldados con datos, como hechos reales, son una forma de identificar modelos que son realmente útiles para la toma de decisiones”.

El concepto ha comenzado a despegar, con el mercado de la tecnología y las herramientas de gemelos digitales creciendo a 58% anual para llegar a $ 48 mil millones para 2026, frente a $ 3,1 mil millones en 2020. El uso de la tecnología para crear prototipos digitales ahorra recursos, dinero y tiempo. Sin embargo, la tecnología también se está utilizando para simular mucho más, desde poblaciones urbanas hasta sistemas de energía y el despliegue de nuevos servicios.

Tome fabricantes tan variados como Raytheon y destilería sueca Vodka absoluto, que utilizan la tecnología para diseñar nuevos productos y optimizar sus procesos de fabricación, desde la cadena de suministro hasta la producción y, finalmente, el reciclaje y la eliminación. Singapur, Londres, y varias ciudades de la Costa del Golfo de Texas han creado gemelos digitales de sus comunidades para abordar facetas de la gestión de la ciudad, incluido el modelado de patrones de tráfico en las calles de la ciudad, el análisis de tendencias de construcción y la predicción del impacto del cambio climático. Y empresas como Bridgestone y el proveedor de servicios de drones Zipline están utilizando la tecnología junto con los datos operativos para ayudar a lanzar nuevos servicios.

Las empresas han adoptado gemelos digitales como parte de sus transformaciones digitales, una forma de simular el rendimiento, identificar debilidades y operar servicios de manera más eficiente. La iniciativa digital de cualquier empresa debe explorar si se puede simular alguna faceta de su producto, operaciones o entorno para obtener información.

Simulando diseño y fabricación

Las tecnologías de gemelo digital de hoy tienen sus fundamentos en el diseño asistido por computadora (CAD) y las herramientas de ingeniería informática desarrolladas hace más de tres décadas. Esos sistemas de software permitieron a los ingenieros crear simulaciones virtuales para probar cambios en los diseños de productos. Los ingenieros diseñaron un componente del producto, como un perfil aerodinámico, en una computadora y luego le encargaron a un modelador o escultor que elaborara el artículo en arcilla, madera o componentes de stock para pruebas físicas.

Hoy en día, el proceso ha trasladado la etapa de creación de prototipos a una etapa mucho más avanzada del proceso, ya que el crecimiento masivo de la potencia computacional y el almacenamiento permite no solo la creación de prototipos de todo el producto, sino también la integración de otra información, como la información sobre el suministro de materias primas. materiales, los componentes necesarios para la fabricación y el funcionamiento del producto en el campo.

“Si observa esas herramientas CAD y de ingeniería de hace 30 años y entrecierra los ojos un poco, verá que esas cosas eran gemelos digitales”, dice Scott Buchholz, director de tecnología de servicios públicos y gubernamentales y director de investigación de tecnologías emergentes en Deloitte. Consultante. “A medida que aumentaba el cálculo y el almacenamiento de energía, la capacidad de realizar simulaciones útiles aumentó y pasamos de representaciones de baja fidelidad a simulaciones de alta fidelidad”.

El resultado es que la tecnología de gemelos digitales ha tomado por asalto una variedad de industrias. Los fabricantes de vehículos costosos y productos de infraestructura se benefician al acortar el ciclo de diseño y desarrollo, lo que hace que las empresas aeroespaciales, los fabricantes de automóviles y las agencias de planificación urbana sean los primeros en adoptar. Sin embargo, las nuevas empresas también están adoptando la mentalidad de simular primero para iterar rápidamente sobre las mejoras del producto.

Una ventaja importante: los gemelos digitales han avanzado mucho más en la construcción física de prototipos en el proceso de diseño. Algunas empresas que persiguen iniciativas de prototipo cero tienen como objetivo eliminar por completo los pasos de creación de prototipos y permitir los esfuerzos directos a la fabricación, dice Nand Kochhar, vicepresidente de la industria automotriz y de transporte de Siemens Digital Industries Software.

Eso es un cambio masivo con respecto a tiempos pasados. “Un ciclo de vida de desarrollo de producto típico era de seis a ocho años”, dice Kochhar sobre la fabricación de automóviles. “La industria ha estado trabajando en eso y ahora tienen un ciclo de vida de 18 o 24 meses. Ahora, la fabricación de automóviles depende más del software, que se está convirtiendo en el factor determinante en el ciclo de vida “.

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