Los gemelos digitales mejoran la fabricación 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 sitio, dice Alberto Ferrari, director sénior del Centro de Capacidad de Procesos de Subprocesos Digitales Basados ​​en Modelos. en Raytheon.

«Como dicen, ‘Todos los modelos están mal, pero algunos son útiles'», dice Ferrari. «Los gemelos digitales, respaldados por datos, como hechos reales, son una forma de identificar modelos que son realmente útiles para la toma de decisiones».

El concepto ha comenzado, y el mercado de tecnologías y herramientas de gemelos digitales está creciendo un 58 % anual, alcanzando $ 48 mil millones para 2026, frente a $ 3,1 mil millones en 2020. Aprovechar la tecnología para crear prototipos digitales ahorra recursos, dinero y tiempo. La tecnología también simula mucho más, desde poblaciones urbanas hasta sistemas de energía y el uso de nuevos servicios.

Tomemos, por ejemplo, fabricantes tan diversos como Raytheon y la destilería sueca Absolut Vodka, que están utilizando la tecnología para desarrollar nuevos productos y optimizar sus procesos de fabricación, desde la cadena de suministro hasta la producción, 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 de los efectos del cambio climático. Y empresas como Bridgestone y el proveedor de servicios de drones Zipline utilizan la tecnología combinada con datos operativos para lanzar nuevos servicios.

Las empresas han adoptado gemelos digitales como parte de su transformación digital para simular el rendimiento, identificar debilidades y operar servicios de manera más eficiente. La iniciativa digital de cualquier empresa debe investigar si se puede simular algún aspecto de su producto, operación o entorno para obtener información.

Simulación de construcción y fabricación.

Las tecnologías de gemelos digitales actuales se basan en herramientas para el diseño asistido por computadora (CAD) y la ingeniería informática desarrolladas hace más de tres décadas. Estos 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 contrataron a un modelador o escultor para hacer el artículo con arcilla, madera o componentes de soporte para pruebas físicas.

Hoy en día, el proceso ha llevado la etapa de creación de prototipos mucho más tarde en el proceso, ya que el aumento masivo en el poder de cómputo y la memoria hace posible no solo crear un prototipo de todo el producto, sino también incorporar otra información, como: B. Información sobre el suministro de materia prima, los materiales, los componentes necesarios para la fabricación y la operación del producto en el campo.

«Si observa esas herramientas de ingeniería y CAD de hace 30 años y entrecierra un poco la vista, descubrirá que son gemelos digitales», dijo Scott Buchholz, director de tecnología para servicios gubernamentales y públicos y director de investigación para empresas emergentes. tecnologías en Deloitte Consulting. «A medida que aumentaron la potencia informática y el almacenamiento, aumentó la capacidad de ejecutar simulaciones útiles y pasamos de representaciones de baja fidelidad a simulaciones de alta fidelidad».

El resultado es que la tecnología de gemelos digitales ha arrasado en una amplia variedad de industrias. Los fabricantes de vehículos caros y productos de infraestructura se benefician de la reducción del ciclo de diseño y desarrollo, lo que hace que las empresas aeroespaciales, los fabricantes de automóviles y las autoridades de planificación urbana sean los primeros en adoptar. Pero las nuevas empresas también confían en la mentalidad de simulación primero para repetir rápidamente las mejoras del producto.

Una gran ventaja: los gemelos digitales han desplazado mucho más la construcción física de prototipos en la tubería de diseño. Algunas empresas que persiguen iniciativas de prototipo cero tienen como objetivo eliminar los pasos de creación de prototipos por completo y permitir esfuerzos directos a la fabricación, dijo Nand Kochhar, vicepresidente de automoción y transporte de Siemens Digital Industries Software.

Ese es un cambio masivo desde tiempos anteriores. “El ciclo de vida típico de desarrollo de un producto era de entre seis y ocho años”, dice Kochhar sobre la fabricación de automóviles. “La industria ha trabajado en eso y ahora tienen un ciclo de vida de 18 o 24 meses. Ahora la industria del automóvil depende más del software, que se está convirtiendo en el factor determinante del ciclo de vida”.

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