Nos encontramos actualmente inmersos en uno de los mayores retos, y a la vez anhelo, del sector industrial: disponer de la mayor y mejor cantidad de información posible en relación con sus activos, procesos y productos.
Teniendo lo anterior como premisa, resulta pues, esencial la obtención, control y análisis de datos rápido y fiable, así como la automatización de procesos y sistemas para facilitar en algunos casos, y permitir en otros, la toma de decisiones rápida y correcta por parte del propietario, en relación con la operación y el mantenimiento de su planta industrial.
Mayor seguridad para personas y procesos, mayor eficiencia medioambiental y económica, y mayor flexibilidad y adaptabilidad a las necesidades y requisitos del mercado, son ni más ni menos, las soluciones que el concepto de digitalización tiene como principal objetivo.
Para CADE, es el denominado gemelo digital, junto con la simulación avanzada, la herramienta/solución que a su juicio dota de una mayor potencia al concepto de digitalización supone la palanca principal para la mejora de la productividad y eficiencia.
El aumento, mediante el gemelo digital, de la capacidad de análisis permite, no solo un mayor conocimiento de los procesos y su potencial de mejora, sino también la creación de nuevas oportunidades de negocio.
Indice de contenidos
¿Qué es un gemelo digital?
Un gemelo digital es una réplica virtual conectada de una entidad física en servicio (un equipo, un proceso o una planta completa). Los sensores y dispositivos incorporados en la entidad recopilan y transmiten datos en tiempo real a un modelo simulado (gemelo digital); de esta forma, los datos capturados representan información de alto nivel que integra el patrón de comportamiento de los bienes digitalizados con el gemelo digital, permitiendo monitorear el comportamiento pasado, tener información completa sobre el presente y lo que es más importante, ayudar a predecir al comportamiento futuro, anticipando y actuando sobre posibles problemas.
La representación digital en tiempo real, proporcionada por un gemelo digital, tiene un gran potencial en el cual, la simulación avanzada, juega un papel clave. Gracias a herramientas basadas en el método de elementos finitos (MEF) y en la mecánica de fluidos computacional (CFD), es posible la simulación de diferentes procesos en equipos y componentes de las plantas industriales, permitiendo tanto la evaluación del proceso en sí, como la evaluación del comportamiento térmico-estructural de dichos equipos.
Estas metodologías, se utilizan, por tanto, como herramienta de análisis y optimización, mejorando la precisión de las predicciones sobre el comportamiento y permitiendo la implantación real de un mantenimiento predictivo y prescriptivo. Al ser el gemelo digital una réplica exacta de un producto o proceso, con las mismas funcionalidades, es posible la realización de diversas pruebas, así como la validación de resultados en el gemelo digital.
Las plantas industriales deben estar preparadas para favorecer el funcionamiento de los gemelos digitales, es decir, deben permitir la interacción con la información de la planta a tiempo real, para que de esta manera el gemelo digital pueda reproducir de forma realista el comportamiento del equipo o proceso simulado.
Para asegurar que el gemelo virtual ofrece una representación virtual fidedigna y que, por tanto, las predicciones sobre el modelo real sean lo suficientemente precisas, es necesario recopilar grandes volúmenes de información. En este proceso es fundamental contar con herramientas como el uso de Inteligencia Artificial (IA), Big Data y el internet de las cosas (IoT) para proporcionar potencia, capacidad de almacenaje y análisis de datos.
Gracias a la integración de tecnologías digitales, los modelos se pueden conectar al mundo real para trabajar con información actualizada en tiempo real.
Beneficios de un gemelo digital
La puesta en marcha de un gemelo digital representa entre todos, los siguientes beneficios:
- Mejora el entendimiento de procesos industriales.
- Permite tanto la identificación de zonas críticas en el equipo, anticipando un posible fallo de las mismas, como una evaluación precisa de las condiciones de operación reales del equipo / proceso. Por lo tanto, es posible la predicción de posibles incidencias con un ahorro tanto de tiempo como económico., ya que permite identificar un problema antes de dar lugar a un fallo y por tanto, permite implantar una solución de forma muy rápida y efectiva.
- Mejora la planificación de los planes de mantenimiento asociados, al tener información en tiempo real del comportamiento del sistema o proceso simulado.
- Facilita la automatización de tareas tradicionalmente manuales.
- Favorece la realización de pruebas para mejorar el rendimiento y la productividad del equipo / proceso.
- Permite la realización de visitas virtuales, así como la impartición de formación relativa al funcionamiento del equipo o proceso evitando así los riesgos asociados al entorno real.
La experiencia de CADE
En CADE somos conscientes de la importancia de una ingeniería avanzada y de calidad para posibilitar el despliegue del concepto de industria 4.0, así como del papel que juegan los gemelos digitales en este proceso de transformación digital.
Contamos con una amplia experiencia en el uso de herramientas que faciliten el proceso de implantación de los gemelos digitales:
- Tecnología láser 3D para obtener mediciones precisas y fiables de los equipos a representar y para el posterior procesamiento de las nubes de puntos obtenidas en el escaneo. A través de esta nube de puntos es posible generar un modelo del equipo con total exactitud.
- Simulación por elementos finitos (FEA) y mecánica de fluidos computacional (CFD) mediante el uso de software avanzado.
- Herramientas de robótica colaborativa.
- Integración de tecnologías digitales.
- Experiencia en el uso de herramientas de IA para la recopilación de información y procesamiento de un gran volumen de datos.
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