Desarrollo de fábricas inteligentes del futuro con gemelos digitales

Hablando con Simon Keogh de Siemens, analizamos el futuro de las fábricas inteligentes y el papel que jugarán los gemelos digitales en este

En pocas palabras, "una fábrica inteligente es una fábrica conectada", dice Simon Keogh, Gerente General, Automatización de Fábrica en Siemens Digital Industries. “Tiene un flujo de datos completo y flujos de trabajo integrados desde la entrada de materias primas hasta la producción de productos terminados, y desde el taller hasta la cobertura de las partes interesadas.

“La fábrica inteligente realmente está utilizando ese entorno conectado para maximizar la flexibilidad y la productividad de la planta mediante el uso de datos, mediante el uso de gemelos digitales y una optimización constante, que en algunos casos estamos hablando de optimización automática, pero hay todavía hay un camino por recorrer para lograr esto en la mayoría de los entornos de fabricación”.

Gemelos digitales:una representación virtual completa de su planta de producción, productos y máquinas

Proporcionando a los fabricantes las capacidades para experimentar una representación virtual de sus plantas o productos de producción, "el gemelo digital es una parte increíblemente importante de una fábrica inteligente", dice Keogh. “Permite a un fabricante superponer en ese entorno virtual muchos de los atributos físicos que existen en la planta física. Esto es realmente para maximizar la simulación para que sea lo más realista posible y para permitir la optimización de las capacidades más finitas”.

“Los gemelos digitales también proporcionan un sistema virtual de circuito cerrado mediante el cual los fabricantes pueden simular tanto como sea posible para que cuando ingresen al entorno físico, se elimine el riesgo tanto como sea posible, y el diseño y los rendimientos también se han optimizado.

“Los puristas dirán que no es un gemelo hasta que tengas la representación virtual y física, pero normalmente lo virtual vendrá primero, seguido por lo físico poco después. Pero la capacidad de retroalimentar datos reales a medida que se utiliza la línea de producción o el producto, de vuelta al gemelo digital, permite a los fabricantes mejorar toda la simulación, lo que da como resultado un entorno en constante mejora, en el que lo virtual y lo físico se acercan cada vez más. ”

Tecnologías clave para mejorar las capacidades de las fábricas inteligentes 

"Creo que uno de los más importantes, por supuesto, son los sensores de los que recopilamos datos en la fábrica. Creo que es realmente fundamental porque se trata de una planta conectada, por lo que, sin duda, las redes abiertas y los protocolos abiertos nos permiten lograr esta planta conectada a través de muchas tecnologías y muchos fabricantes diferentes. Por supuesto, la capa de automatización y robótica también es increíblemente importante en términos de automatización de la producción, particularmente a medida que los recursos se vuelven más escasos y muchos de los productos se vuelven más complejos, con mucha más variedad y soluciones a medida. ", dice Simon Keogh, director general de automatización de fábricas de Siemens Digital Industries.

"Creo que otra área son las tecnologías involucradas en la visualización y el análisis. Entonces, lo que realmente hacemos con los datos una vez que los sacamos de la planta de fabricación es convertirlos en información y conocimientos para tomar decisiones comerciales rápidas. Creo que en términos de cerrar el ciclo, tecnologías como la nube y el perímetro industrial nos permitirán utilizar tecnologías como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. 

"Un gemelo digital se puede implementar en muchos niveles de las operaciones de un fabricante; puede ser una representación digital de una máquina, una línea de producción o una planta completa. "Sin embargo, para lograr un sector de fabricación altamente optimizado y de alto rendimiento, el Creo que las ganancias posteriores como resultado de las buenas prácticas de fabricación esbelta provendrán del uso de gemelos digitales”, dice Keogh, quien agrega que “a medida que el espacio se vuelve cada vez más escaso, la capacidad de optimizar los diseños de la planta será fundamental, también lo hará la optimización del ciclo de vida a medida que el tiempo de comercialización sea cada vez más corto. Creo que estas demandas se lograrán a través de un gemelo digital integrado", agrega Keogh.

Implementación de un gemelo digital en sus operaciones de fabricación

Dado que muchos fabricantes comienzan sus gemelos digitales como un dibujo CAD en 2D o 3D, "es fácil luego tomar esos dibujos CAD e importarlos a algo como nuestro diseñador de concepto de mecatrónica, como ejemplo, y luego superponer los atributos físicos de ese producto , máquina o planta, y podemos iniciar una simulación de la misma que puede variar desde un nivel simple hasta un nivel más detallado para ejecutar escenarios de "¿qué pasaría si?", programas de producción y oferta y demanda. Si bien los fabricantes pueden desarrollar sus propios gemelos digitales, existen socios de soluciones e integradores de sistemas que pueden entrar en una organización y crear gemelos digitales”, dice Keogh.

Los próximos cinco años...

Hasta cierto punto, los gemelos digitales ya están en uso en la actualidad. A medida que avanza la industria, Keogh espera que se amplíe el uso de la tecnología para que las organizaciones tengan una cobertura mucho más amplia de sus instalaciones de producción dentro de un gemelo digital. “Creo que veremos una integración mucho mayor entre las diversas etapas de diseño, ingeniería, desarrollo, producción y luego a través de la optimización de la servitización en términos del producto y la producción, por lo que creo que la integración ocurrirá más. Creo que comenzaremos a ver a muchas personas que han estado produciendo muchos datos y creando lagos de datos para tratar de analizar y obtener información, comprender que necesita probar este tipo de aplicaciones y luego escalar. Así que creo que veremos mucho más de eso en lugar de simplemente intentar verter todos los datos en la nube”, comenta Keogh.

“Y creo que veremos algunas más de estas tecnologías innovadoras, como la IA, entrar en la fabricación. No creo que realmente hayamos visto un uso a gran escala de 5G como medio de comunicación dentro de las fábricas todavía. Pero creo que veremos redes mucho más rápidas y soluciones de red mucho más flexibles, como 5G. Creo que veremos que esto suceda cada vez más rápido. Reflexionando sobre nuestro propio desarrollo de nuestras propias soluciones, la velocidad es bastante sorprendente. Si solo miro los últimos dos o tres años y lo que está por venir, en un minuto estamos hablando de una tendencia, al minuto siguiente tenemos la tecnología, y realmente está sucediendo a un ritmo. Mientras que antes, creo que la gente habría mirado cinco años y dicho, 'sí, ya sabes, va a haber un pequeño cambio'. Ahora creo que va a haber un cambio significativo.

“Es diferente en diferentes sectores, por supuesto, la industria aeroespacial y la automotriz siempre han liderado el camino en el despliegue de tecnología, pero creo que comenzaremos a ver una aceptación mucho mayor en otros sectores como alimentos y bebidas, por ejemplo, y tal vez en sectores que tienen una legislación mucho mayor a su alrededor y, por lo tanto, hasta cierto punto, tienen un enfoque un poco más conservador para la adopción de tecnologías”, concluye Keogh.