Nuevos sistemas de fabricación basados en “Gemelos Digitales” perfilan el futuro de la industria como la conocíamos - World Energy Trade

Nuevos sistemas de fabricación basados en “Gemelos Digitales” perfilan el futuro de la industria como la conocíamos

Gemelos Digitales: sistemas de bombeo. Proyecto “iDIGIT4L.

Gemelos Digitales: sistemas de bombeo. Proyecto “iDIGIT4L.

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La realidad aumentada proporciona una visualización avanzada en tiempo real de indicadores, así como capacidades de soporte y formación inversiva para los trabajadores.

En las industrias de energía, principalmente en la petrolera, caso base, en las “Refinerías y Plantas de Procesamiento de Gas”, “El Gemelo Digital” abarca la reconstrucción computarizada de instalaciones, logrando una representación digital del activo.

El proyecto “iDIGIT4L” investiga la aplicación de tecnologías habilitadoras de la industria 4.0 en ecosistemas de fabricación industrial con el objetivo de hacer frente a los nuevos requisitos de flexibilidad, calidad y eficiencia en el sector de automoción

¿Qué es un Gemelo Digital?

Un Gemelo Digital (GD), o Digital Twin (DT) por sus iniciales en inglés, es la visión holística de un activo real en el mundo digital. Esto puede variar desde un plano con información actualizada, hasta un modelo 3D con capacidad de simular procesos reales de la planta.

Los GD son considerados como sistemas muy útiles y en consecuencia, empresas en diversos segmentos, aspiran a contar con herramientas de esta naturaleza. Su utilidad está dada principalmente, en industrias con procesos complejos, grandes maquinas, grandes plantas.

En un refinería el gemelo digital abarca la reconstrucción computarizada de instalaciones, logrando una representación digital del activo. La metodología consiste en: Visita a campo para definir el alcance general; Estudio de documentación y definición del alcance específico; levantamiento de las plantas mediante escaneo láser y geo-posicionamiento.

La metodología también consiste en registrar las nubes de puntos y analizar la coherencia de los datos; ingeniería inversa para una correcta y confiable reconstrucción de las instalaciones y modelamiento de sólidos; asignación de atributos y aseguramiento de calidad de los datos.

El uso de GD puede traer muchos beneficios

Como facilitar el cumplimiento de parámetros de Tiempo Vs Calidad; planeación y control de costos; facilitar los diseños de ingeniería; procesos y cálculos de balance de masa, encontrando posibles obstrucciones en diseños para modificaciones y mejoras; reducción en probabilidad de paros no programados; y reducción de errores humanos en el levantamiento de información.

En la era de la Industria 4.0 es imperativo fomentar una cultura de toma de decisiones basadas en datos, en información confiable y actualizada. Un modelo 3D ajustado, con asignación de atributos e ingeniería de ingeniería es un importante paso para fomentar esta cultura.

El gemelo digital no debe ser un coloso ajeno al personal, alejado e inalcanzable. Por el contrario, debe ser una herramienta, de uso y mantenimiento transversal en la planta.

Otra conclusión es que la metodología de escaneo láser y modelamiento 3D constituyen una opción robusta y práctica para la documentación de sistemas e infraestructura complejos. La practicidad de almacenar y archivar data en una representación 3D, constituye una ventaja estratégica para la gerencia de cualquier planta.

El proyecto “iDIGIT4L y fundación CIDAUT

La Fundación CIDAUT, como centro tecnológico, trabaja en la generación de conocimiento efectivo dentro del ámbito de la industria 4.0, con el objetivo de dar respuesta a las necesidades de transformación digital y de fabricación eficiente que el sector industrial demanda. Para lograr estos objetivos, los habilitadores 4.0, entre los que se encuentra el gemelo digital, ayudan a predecir y elaborar modelos de mejora continua de forma ágil como resultado de la hibridación de tecnologías digitales y operacionales, proporcionando herramientas de análisis de ciclo de vida de un activo o proceso.

“El proyecto iDIGIT4L”, liderado por CIDAUT, desarrolla el concepto de plataforma conectada con un gemelo digital distribuido, basado en la virtualización de activos e integración de las operaciones a pie de planta.

Implementa soluciones de Investigación y Desarrollo “I+D” a través de ecosistemas de digitalización, donde intervienen personas, objetos y sistemas, con el fin de transformar los procesos industriales partiendo de una realidad que va desde la ausencia a diferentes niveles y estados de incorporación de las nuevas tecnologías habilitadoras.

Aborda tres escenarios de fabricación de componentes en automoción: inyección de piezas de material plástico, estampación de piezas metálicas y control de calidad sobre piezas de fundición, generando flujos de información conectados apoyados en la digitalización, que proporcionan conocimiento en la toma de decisiones sobre puntos críticos como la calidad, el mantenimiento industrial de activos, la gestión de personas y las estrategias de control de procesos.

El proyecto persigue un aumento en la eficiencia y la calidad de los productos con la automatización y mejora de los procesos desde su concepción al mantenimiento. Introduce la retro-actualización y convergencia de activos industriales, independientemente de su nivel de digitalización. De este modo, la incorporación de sensores no intrusivos y sistemas de diagnóstico predictivo con conexión a la nube permiten hacer frente a una de las principales barreras actuales de entrada a nivel de planta a la hora de optimizar el tiempo de ciclo y las tareas de mantenimiento industrial.

Las herramientas y métodos de aprendizaje que se obtienen del conocimiento global de las personas, activos y procesos conectados, se apoyan en cuadros de mando analíticos y tecnologías como la realidad aumentada, que proporciona una visualización avanzada en tiempo real de indicadores, así como capacidades de soporte y formación inmersiva para los trabajadores. En particular, se ha trabajado en los procesos de mantenimiento y control de calidad, que representan un cuello de botella en los tiempos de ciclo de las cadenas de producción.

Gracias a tecnologías como el gemelo digital ha sido posible extraer modelos de comportamiento de los activos mediante la determinación de los indicadores clave, su evolución en tiempo real y la predicción de anomalías. Esta visión holística conectada ha permitido también facilitar su automatización para mejorar el tiempo de ciclo de los procesos.

Como conclusión, los avances obtenidos en proyectos industriales de I+D aplicados al análisis y la automatización de funciones que representan tareas repetitivas, aisladas, poco eficientes a la vez que costosas en tiempo, junto con la introducción de tecnologías 4.0 para generar procesos conectados, flexibles e inteligentes, presenta una oportunidad de crecimiento para el sector de automoción y en conjunto para toda la cadena de valor.

 

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