GEMELOS DIGITALES DEL LADO DE LOS CERO DEFECTOS Y LA SOSTENIBILIDAD
TWIN4TWIN No todos los países europeos van en el mismo tren de la denominada cuarta revolución industrial, ese tren que conduce velozmente a una industria 4.0, a una nueva fabricación basada en internet de las cosas, sensorización y gemelos digitales. Para evitar quedarse atrás, además del apoyo de las instituciones públicas, es fundamental la transferencia de conocimiento entre empresas, universidades, centros industriales y de investigación. Y también entre países.
En el marco de un proyecto de la Unión Europea apoyado por el programa de trabajo de ampliación de Horizonte Europa, Suiza, Austria y España ayudarán a Grecia, un país en expansión, en el campo de tecnologías de fabricación inteligente. Participan Core Kentro Kainotomias Amke (Grecia), Instituto Tecnológico de Aragón (ITA, España), Software Competence Center Hagenberg GMBH (Austria) y Switzerland Innovation Park Biel/Bienne AG (Suiza).
En sinergia con los demás socios del proyecto Twin4Twin, el ITA trabaja en el desarrollo de un gemelo digital para un proceso de fabricación aditiva de metales. Concretamente, el producto es un cantiléver, un sistema de estanterías metálicas. «La herramienta permitirá predecir la geometría final de la pieza y, por tanto, su calidad –indica Valentina Zambrano, del equipo de Integridad Estructural y Fatiga del ITA–. En este proyecto, esta será una de las aplicaciones de la digitalización de procesos, que tiene como objetivo aumentar la calidad del producto y predecir cuándo vamos a tener un fallo».
Aquí, el principal papel desempeñado el ITA es el de facilitador
En los últimos años, «debido a la actual revolución industrial, vemos un cambio de paradigma en el mundo manufacturero: ya no tiene sentido hablar de industria, sino de industria 4.0», afirma desde el Instituto Tecnológico de Aragón Valentina Zambrano. En este marco, «la idea de industria cambia radicalmente, ya que las nuevas herramientas digitales –internet de las cosas, sensorización, gemelos digitales, etc.– permiten alcanzar productos, y también procesos de producción, más rentables y más sostenibles».
Mediante el uso de gemelos digitales, «la digitalización de las empresas favorece una mejora en el diseño de los productos industriales, permitiendo la predicción de los posibles fallos que pueden darse en las piezas fabricadas», señala. Gracias a esta tecnología «es posible corregir, en tiempo real, dichos fallos, analizando las mejores condiciones de trabajo que permiten fabricar piezas virtualmente sin defectos». En muchos ámbitos, como el sector de la construcción, de la automoción o el ámbito de la medicina, entre otros, «estos resultados
de conocimiento. «Este proyecto, especialmente dirigido al ecosistema industrial griego, es en efecto una herramienta de transferencia de conocimiento entre socios con el fin de difundir excelencia y lograr el crecimiento económico», destaca.
La semana pasada, especialistas de otras partes de Europa asistieron en el Instituto Tecnológico de Aragón a una jornadas del proyecto Twin4Twin para conocer métodos y experiencias para llevar la tecnología de gemelo digital a la industria de manera eficiente y eficaz. En los talleres se abordó no solo cómo desarrollar los gemelos digitales, sino también cómo aplicarlos a distintos procesos productivos como la fabricación aditiva, el moldeado por inyección o la extrusión. Asimismo, se visitaron las empresas pueden marcar la diferencia». Los gemelos digitales son, además, «una herramienta de análisis energético y de impacto medioambiental fundamental para las empresas comprometidas con el medio ambiente», añade. Gracias a ellos «es posible, por ejemplo, no solo predecir las emisiones de CO2 o el impacto energético de un proceso de fabricación, sino también encontrar, de forma automática, la configuración óptima de dichos procesos en términos de impacto medioambiental».
El ITA participa desde hace unos años en un número creciente de proyectos enfocados a la creación de gemelos digitales en la industria. En Twin4Twin, interviene como experto en modelado físico de procesos mecánicos y también en el desarrollo de MOR (modelos de orden reducido). Los MOR son, explica Zambrano, «una herramienta numérica muy potente, ya que permiten la simplificación de sistemas multivariados y complejos para obtener respuestas precisas, eficientes, y en tiempo real». Para ello utilizan la librería MOR llamada Twinkle, enmarcada dentro de las herramientas digitales Caelia, creadas por el ITA.
Fersa, Umec y Galagar, en cuyas estrategias de digitalización de productos y procesos ha colaborado el ITA.
A lo largo de los tres años de duración del proyecto, se organizarán más jornadas y eventos para la promoción de la transferencia de conocimiento. Ya se ha creado un atlas para promover las buenas prácticas en la construcción de gemelos digitales y, además, han implantado un grupo de trabajo para fomentar la inclusión femenina en el ámbito industrial y digital.
Zambrano asegura que los gemelos digitales «son una herramienta fundamental para la mejora y optimización de procesos y productos», de modo que «si un país se queda atrás en la digitalización industrial, supone unas pérdidas económicas y ambientales a medio y largo plazo».
Las empresas encuentran múltiples dificultades en su camino hacia la digitalización. En los últimos años, con la creciente demanda de gemelos digitales por parte de las empresas, Zambrano ha podido observar «dos factores importantes a tener en cuenta para facilitar su objetivo: el económico, sin duda el más importante, y el factor competencial».
En su opinión, «la carrera hacia la digitalización empresarial está sin duda ya ganada por las grandes empresas. Sin embargo, las pymes, ven en su desarrollo digital una notable limitación en términos económicos». El cambio digital de las empresas «debe poder contar, por ejemplo, con formación, subcontratación de servicios por parte de expertos en gemelos digitales, con asesoramiento, etc. Normalmente las pequeñas empresas que quieren emprender el camino hacia la digitalización buscan subvenciones europeas, regionales o de otro tipo, para financiar dicha transformación digital».
Tener competencias en la generación de gemelos digitales es un elemento clave, pero «lamentablemente no está todavía al alcance de todos». A menudo las pequeñas empresas «tienen dificultades considerables a la hora de desenvolverse en el mundo digital y generar gemelos digitales de sus procesos o de sus productos –indica Zambrano–.
EL NIVEL DE MADUREZ TECNOLÓGICA Y PREPARACIÓN ANTE LA CUARTA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL VARÍA SIGNIFICATIVAMENTE ENTRE LOS PAÍSES EUROPEOS
EL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN PARTICIPA EN EL DESARROLLO DE UN GEMELO DIGITAL DE PROCESO DE FABRICACIÓN ADITIVA DE METALES
Para obviar estos inconvenientes, «normalmente las pymes suelen recurrir a la contratación de expertos externos formados en la generación de gemelos digitales. Algunas empresas optan por formación interna del personal, aunque no suele ser lo más habitual. En cualquier caso, volvemos al punto 1: factor económico. Para ello, la transferencia de conocimiento tiene un papel fundamental».
TERCER MILENIO