Los gemelos digitales entregan beneficios a nivel de planta y ganancias de eficiencia

Uno de los aspectos fundamentales de los protocolos de Industria 4.0 es la creación de modelos electrónicos de «gemelo digital» de datos de producto y procesos de producción. Esto incluye una réplica exacta de todas las máquinas herramienta, incluyendo envolventes de trabajo complejas que muestran los husillos, fijaciones y herramientas de corte particulares. Los modelos virtuales corresponden con los procesos físicos de la planta y permiten que las operaciones de manufactura se simulen, prueben y alteren para evitar posibles problemas y tiempos de inactividad, al mismo tiempo que facilitan la optimización de procesos. Estos sistemas ciber-físicos cierran la brecha entre el entorno de manufactura real y virtual.

La última generación de software avanzado de simulación de mecanizado trabaja directamente con códigos de mecanizado ISO NC para simular, verificar y optimizar programas de mecanizado basados en piezas específicas, herramientas y características de máquinas herramienta. Los gráficos tridimensionales ayudan a prevenir choques mientras que algoritmos complejos y conocimiento basado en procesos integrado permiten la optimización de condiciones de corte. El uso del software reduce el tiempo dedicado a depurar programas, elimina el riesgo de colisión de husillo, rotura de herramienta y desperdicio, y mejora los tiempos de ciclo, eficiencias de proceso y OEE de máquina (efectividad general del equipo).

El software proporciona verificación de mecanizado en tres pasos: investiga y corrige errores de codificación, simula para detectar colisiones y corregir errores de movimiento, y valida los resultados de mecanizado. También monitorea transferencias de producción, gestión de herramientas y estado de máquina. Su uso puede ayudar a los fabricantes a cumplir cronogramas de entrega, mantener calidad de producto y reducir tiempos de preparación hasta en un 70 por ciento, mientras reduce costos en un 20 por ciento.

Cuando los programadores simulan y ven el proceso en un gemelo digital, ven la aceleración y desaceleración de las máquinas, las rutinas de macro programación, y así sucesivamente. Tienen una estimación mucho más cercana de cuánto tiempo tomará procesar un trabajo, mejorando así la programación en esa máquina particular o en esa celda específica. Una programación más precisa conduce a entregas mejoradas y mayor satisfacción del cliente.

Además, la depuración del código G en la computadora es un enfoque mucho más inteligente y eficiente que probar trabajos en máquinas. Esto no es exactamente una novedad. Los fabricantes entienden que las máquinas deberían estar trabajando y no probando.

Sin embargo, lo nuevo es cómo todo lo que sucede en segundo plano de estos programas se está volviendo más preciso, más robusto y realmente funciona bien con la mayoría de los principales programas CAD y CAM. Una mejor integración a través de API conduce a un mejor modelado, codificación y comunicación entre los departamentos de ingeniería y mecanizado.

Por supuesto, aunque gran parte del trabajo de prueba puede realizarse en la computadora, un operador a veces puede necesitar hacer un ajuste en la máquina real. Lo llamamos «automatización», que permite cargar la modificación para que se aplique a futuras ejecuciones de ese trabajo particular también.

Un beneficio clave de la simulación, según nuestros clientes, es la capacidad de experimentar con el gemelo digital. Por ejemplo, pueden ajustar la aceleración/desaceleración y ver qué sucede. A menudo, descubren en el ámbito digital que se puede empujar un poco sin problemas, y el tiempo de ciclo real se reduce en unos minutos. Multiplique eso por un lote grande de piezas, repetido varias veces al año, y esa prueba se vuelve muy rentable.

Un avance no muy lejano en el futuro proporcionará mensajes durante esta fase de prueba, advirtiendo que el programador está yendo más allá de los límites de la máquina, en esencia diciendo «deje de perder su tiempo».

Nos sentimos afortunados de estar en medio de la revolución con un producto y capacidades que los usuarios necesitan ahora y ciertamente aún más a medida que la Industria 4.0 continúa evolucionando.