Los modelos de diseño asistido por computadora (CAD) son una herramienta que actualmente se utiliza para diseñar, simular y fabricar piezas, productos, sistemas o componentes, sin embargo, es una solución que ya se ha implementado por varios años, por ejemplo, en 1980 fue cuando el Boeing 777 se convirtió en el primer avión de pasajeros en diseñarse por completo de forma digital.
Desde entonces, esta herramienta digital se ha utilizado por diversos fabricantes buscando una mejora en la calidad de los productos, reducir el número de cambios o errores, evitar procesos de retrabajo y el ahorro de costos.
La implementación de esta herramienta ha ido evolucionando hasta lograr la generación de Gemelos Virtuales, es decir, la creación de un modelo digital mediante la recopilación de datos del mundo real y la aplicación de dicha información a un modelo CAD.
Gracias al uso de sensores en piezas físicas y tecnologías como el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) los Gemelos Virtuales se actualizan en tiempo real, logrando una representación digital del objeto y su desempeño en el entorno en una plataforma de software en donde diseñadores e ingenieros tienen la posibilidad de trabajar en mejoras del producto.
Análisis de datos en tiempo real
Gracias a que los Gemelos Virtuales pueden capturar las operaciones de una pieza, producto o sistema como el rendimiento, errores o necesidades de reparación o mantenimiento, se brinda la oportunidad de tener optimizaciones y mejoras mediante el uso de modelos analíticos predictivos o inteligencia artificial.
Asimismo, los tomadores de decisiones pueden utilizar los resultados de dichos análisis de datos para optimizar las funcionalidades de los objetos o piezas físicas que ya están en funcionamiento y mejorar su rendimiento.
Por otro lado, dado que los Gemelos Virtuales pueden ayudar a predecir el comportamiento de los objetos en diversos escenarios en específico, los posibles cambios de optimización se pueden aplicar a las réplicas digitales antes de migrarlos al mundo real, evitando el desarrollo de prototipos físicos que implican altos gastos de fabricación.
Gemelos Virtuales de fábricas
Así como es posible el desarrollo de Gemelos Virtuales para piezas, componentes o productos, también se pueden desarrollar modelos digitales de sistemas, líneas de producción y ensamblaje, sistemas de energía, sistemas de la cadena de suministro o de toda una fábrica, en donde se registran todos los procesos operativos.
Al lograr la virtualización de los procesos productivos de una planta, es posible mantener las operaciones al máximo rendimiento, reducir el tiempo de inactividad, el consumo de energía y los costos de mantenimiento, al mismo tiempo que se mejora la eficacia y la agilidad en la producción.
Mejora en la calidad de productos
Sectores estratégicos cada vez demandan el desarrollo de productos más innovadores que creen un valor mayor a los usuarios finales, lo cual ha dado lugar a que exista una mayor competencia empresarial entre aquellos fabricantes que buscan mantener su participación en el mercado.
Por tal, los ciclos de desarrollo de producto deben ser más cortos, asimismo, debe existir la agilidad y flexibilidad para adoptar nuevos procesos productivos.
La implementación de Gemelos Virtuales de la planta y de los procesos de fabricación son capaces de ayudar a los fabricantes a hacer frente a este desafío, gracias a la implementación de la metodología de la manufactura esbelta (Lean Manufacturing), un sistema que permite eliminar operaciones que no agregan valor al producto, brindando la reducción de desechos, aumento en la seguridad, así como lograr que el lugar de trabajo esté limpio y organizado lo cual hace que la producción sea más eficiente, y en consecuencia teniendo un desarrollo de productos con altos estándares de calidad.
La implementación de los Gemelos Virtuales en la fábrica permite tener una mayor fluidez en la producción, así como la eficacia en la planificación de recursos y la optimización de procesos o productos a través del análisis de datos en tiempo real.
Esta tecnología está presente en los procesos de ingeniería, diseño, en la fabricación, en control de calidad, en las etapas de ensamblaje, inventario, cadena de suministro y otros aspectos fundamentales que son clave para lograr una excelencia operativa a fin de alcanzar una ventaja competitiva en medio de una era digital.
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