Gestión de la complejidad y variación en la ingeniería automotriz: Aprovechando PLE y gemelos digitales

La ingeniería automotriz nunca ha tenido tanta complejidad que abordar. Producir millones de vehículos al año es una hazaña desalentadora. Esta complejidad crece exponencialmente con la introducción de características y funciones inteligentes de próxima generación para permitir la conducción autónoma. Los fabricantes enfrentan innumerables desafíos para domar esta complejidad, gestionar la variación y llevar estas innovaciones al mercado de forma rápida y eficiente, proporcionando los más altos niveles de seguridad y fiabilidad.

Desde la conducción autónoma y sistemas avanzados de seguridad, hasta el control de crucero adaptativo y asistencia de mantenimiento de carril, la innovación está a toda marcha. Los vehículos autónomos requieren una intrincada red de software interactivo, y partes eléctricas y mecánicas para permitir sensores basados en radar, mapeo 3D, reconocimiento de imágenes, comunicaciones vehículo-a-vehículo, inteligencia artificial y más. Los fabricantes y proveedores están siendo llevados al límite de su capacidad. Los equipos de ingeniería son cada vez más consumidos por las tareas mundanas de gestionar esta complejidad creciente.

Existe una necesidad y oportunidad extraordinarias para mejoras drásticas en la forma en que se diseñan, entregan y evolucionan las líneas de productos automotrices. Los enfoques tradicionales «centrados en el producto» —donde los productos individuales dentro de una línea se diseñan, producen y mantienen por separado— simplemente ya no son viables.

Algunos fabricantes están transitando hacia la Ingeniería de Líneas de Producto (PLE) basada en características, una disciplina emergente que proporciona un enfoque unificado de gestión de variantes y complejidad a lo largo de toda una línea de productos, y a lo largo de todo el ciclo de vida de ingeniería y operaciones.

Este enfoque se llama «basado en características» porque permite a los ingenieros de vehículos iniciar el proceso de requisitos y diseño considerando primero las características. Con PLE basado en características, las características determinan las piezas, en lugar de que las piezas determinen las características. Esto brinda a todos en la empresa un lenguaje común.

Si bien el enfoque se ha adoptado en todos los sectores industriales, las implementaciones de PLE más avanzadas están ocurriendo en el sector automotriz. Los fabricantes que adoptan PLE reportan mejoras de órdenes de magnitud en eficiencia, tiempo de comercialización, escalabilidad de la línea de productos y calidad del producto.

Junto con el aumento dramático de la complejidad de ingeniería y manufactura, los fabricantes de automóviles ahora enfrentan el desafío añadido de mantener y evolucionar los vehículos una vez que salen de la fábrica. La tecnología de gemelo digital es otra área de innovación, además de PLE, para ayudar a abordar este problema. Gartner identificó a los gemelos digitales como una de sus 10 Tendencias Tecnológicas Estratégicas Principales para 2018, y un artículo en Forbes mencionó que «todas las indicaciones parecen predecir que estamos al borde de una explosión de la tecnología de gemelos digitales».

En automoción, un gemelo digital —la imagen digital o representación virtual de un producto físico— se usa para mantener una conexión con cada vehículo a medida que sale al campo.

Los gemelos digitales son subproductos del proceso PLE basado en características, que genera automáticamente una representación digital basada en las características contenidas en un vehículo específico. Una vez que un vehículo se fabrica y está listo para salir de la fábrica, el gemelo digital también está completo. Los fabricantes pueden monitorear, mantener y evolucionar efectivamente el vehículo en el campo basándose en las características específicas contenidas en ese vehículo. Por ejemplo, cuando el vehículo recibe servicio o se reemplazan ciertas piezas, esa información se incorpora a su gemelo digital para asegurar que la imagen espejo se mantenga.

Con gemelos digitales, los problemas de calidad son mucho más fáciles de manejar proactivamente, ya que las empresas pueden identificar rápidamente qué productos tienen una característica particular que se encuentra defectuosa y solucionarlo en todos los productos que contienen esa característica.