Entendiendo el hilo digital

Siemens PLM tiene una estrategia para reinventar la fabricación mediante el enhebrado de información digital desde el concepto, pasando por el diseño hasta el monitoreo del desempeño en el campo. Es fácil confundirse en cuanto a lo que todo esto significa, pero algunos ejemplos y definiciones concretos ayudan a explicarlo todo.

INDIANAPOLIS — Se habla mucho sobre la digitalización en la fabricación. Siemens PLM no es el único que habla sobre gemelos digitales e hilos, computación en la nube, big data, Internet industrial de las cosas y fabricación ágil.

Uno podría ser perdonado si parece un poco confuso:el alcance total de la tarea significa que es difícil manejarla.

Cada empresa ofrece su propia visión. Los límites se desplazan hacia arriba y hacia abajo a medida que las empresas de PLM compran o crean nuevas capacidades. El objetivo parece ser ofrecer, en la medida de lo posible, una ventanilla única a cualquier cliente potencial. Sin duda, Siemens PLM está adoptando ese enfoque, tanto a pequeña como a gran escala. Ambos se exhibieron en la conferencia Siemens PLM Connections de 2017, celebrada en Indianápolis en mayo de 2017.

En particular, una discusión y una demostración hicieron que todo el alboroto pareciera, bueno, menos alboroto y más real.

Panorama general, subprocesos digitales y gemelos

“Hay una serie de tecnologías habilitadoras que están cambiando la forma de pensar sobre el gemelo digital”, dijo el CEO de Siemens PLM, Tony Hemmelgarn, en un discurso de apertura en la conferencia. El concepto de gemelo digital es una representación informática de cualquier activo físico que se actualiza constantemente con datos de una variedad de fuentes. Su finalidad está dirigida al mantenimiento, reparaciones, actualizaciones y futuros diseños.

Si bien el concepto puede haber comenzado con un producto (de hecho, un motor de avión), Hemmelgarn enfatizó que los gemelos digitales también podrían reflejar tanto los procesos de producción como los modelos de rendimiento, de casi cualquier cosa.

Puso las tecnologías habilitadoras clave en tres categorías, lo que tenía mucho sentido para mí y me ayudó a comprender cómo podría funcionar todo esto. La esencia de su mensaje era simple, herramientas para la Ideación, Realización y Utilización.

Ideas . Estas son herramientas existentes y emergentes para dar vida a los productos, en palabras de Hemmelgarn, a través de la fase de I+D y diseño. Estos incluyen la tecnología de diseño generativo, una frase de moda que comprende tanto la simulación CAE como las técnicas de optimización que permiten que las computadoras hagan parte del trabajo de diseño. La optimización incluye optimización de topología y forma, así como optimización multidominio o MDO. MDO será fundamental en el sentido de que cualquier producto, hoy y en el futuro, es inteligente, lo que significa mucho software, y está compuesto por sistemas mecánicos, eléctricos y mecatrónicos. La reciente compra de Mentor Graphics, la empresa de diseño eléctrico, muestra que Siemens está pensando en esta convergencia de disciplinas dispares.

Realización . Este es el conjunto de herramientas utilizadas para fabricar el producto. Una herramienta emocionante y emergente es la fabricación aditiva, pero también están sucediendo muchas cosas en robótica avanzada e incluso en aprendizaje automático. Las técnicas de aprendizaje automático podrían ayudar a los fabricantes a optimizar la planificación y la toma de decisiones, como la gestión de la cadena de suministro e incluso el uso de electricidad, según la empresa. La combinación de la fabricación aditiva con la robótica es la clave para piezas más grandes, y no faltan buenas ideas en esta área también.

Utilización . Aquí es donde converge el verdadero valor del análisis de big data, la tecnología en la nube y la automatización del conocimiento. Recolectar datos a través de la nube y luego automatizar cómo se extrae el conocimiento del ruido aplicando las técnicas emergentes de big data fue otro de sus temas.

Lo que podría hacer único a Siemens PLM es que su matriz, Siemens AG, es uno de los conglomerados industriales más grandes del mundo. Suministra motores de turbinas de gas, equipos de fabricación y automatización, así como software de gestión de operaciones de fabricación. En su opinión, puede probar técnicas prácticas en situaciones exigentes, proporcionando tanto un laboratorio como credibilidad.

También parece permitirles pensar de manera verdaderamente integral. Si bien reconoce que hay una serie de proveedores tanto para la Ideación como para la Utilización, “muchos se pierden la parte intermedia”, dijo Hemmelgarn. “Alguien tiene que hacerlo y construirlo. Hacemos cosas y usamos nuestro propio software para hacerlo y aprendemos mucho al hacerlo”. El Siemens Digital Enterprise Suite es el resultado. Cubre nueve áreas de segmentos diferentes de lo que, en su opinión, una entidad de fabricación necesita emplear.

Direcciones futuras de MFG

Una de las ideas clave que enfatizó el CEO Hemmelgarn fue que los gemelos digitales vienen de tres maneras, de alguna manera coinciden con las tres palabras clave que usó para organizar su charla. Uno es el producto gemelo digital, que coincide con las herramientas de Ideación. Otro es el gemelo de producción digital, el proceso de producción utilizado para fabricar el producto y la realización de los partidos. El tercero es el gemelo de rendimiento digital, que combina el conjunto de big data y análisis bajo utilización.

El equipo de Siemens también brindó un ejemplo tangible de estas herramientas utilizadas para ayudar a One Aviation, un fabricante de pequeños aviones de aviación general, incluido un jet bimotor muy ligero, o VLJ, llamado Eclipse EA500 y variantes. El CEO y fundador de One Aviation, Alan Klapmeir, se unió a Jim Rusk, director de tecnología y vicepresidente senior de Siemens PLM. Klapmeir enfatizó la importancia de los tres gemelos digitales en la compañía aeronáutica y cómo el mantenimiento de los gemelos digitales les permitió planificar mejor las actualizaciones futuras.

Luego, la pareja realizó todos los pasos necesarios para cambiar el diseño del Eclipse básico a una versión más grande llamada Eclipse Canada. Un punto clave sobre la mayoría de los vehículos de transporte, automóviles o aviones, es cuán inteligente debe ser y cuántos componentes electrónicos y cableado deben incluirse. De hecho, Hemmelgarn eludió el hecho de que su compra de Mentor Graphics fue impulsada por clientes que exigían que los productos de Mentor Graphics, especialmente el diseño de arneses de cables, fueran compatibles tanto con Teamcenter como con su paquete CAD NX.

Se utilizaron varias herramientas de software para crear y mantener gemelos digitales para productos, procesos y rendimiento. La demostración incluyó la simulación del flujo de aire alrededor de los trenes de aterrizaje para programar un robot que construiría el avión, con otros robots que inspeccionarían sónicamente los paneles de fibra de carbono. Incluso hubo una demostración de un dispositivo de fabricación aditiva Stratasys conectado a un robot que construyó un cono de nariz prototipo para su evaluación en el Eclipse Canada.

No es que nadie esté obligado a usar solo herramientas de Siemens . Hemmelgarn enfatizó que un solo producto de Siemens puede no ser la solución preferida, y algunas veces puede no serlo. La idea clave es que aquí hay al menos una versión de cómo dar sentido a este paradigma emergente para la fabricación.