Fábricas de datos sustituyen a plantas de producción

Centros de producción se convierten en Fábricas de datos.

Los centros de producción del día de mañana no sólo producirán piezas y productos, sino que fabricarán y se beneficiarán de inagotables fuentes de información. Y es que se estima que, en los próximos años, los sistemas de automatización auto-organizados, basados en la inteligencia artificial, operarán de manera holística y flexible, permitiendo tanto a sus trabajadores, como a sus asistentes robots y sistemas de fabricación aditivos y substractivos, optimizar los flujos de materiales y energía.

Gracias a los avances en algoritmos y tecnologías de simulación, Siemens, compañía global líder en tecnología, es capaz de crear la mayoría de los productos en el mundo virtual gracias a los llamados «gemelos digitales». Pero a medida que este proceso evoluciona, no sólo se pueden desarrollar las características geométricas de un objeto, sino también sus características funcionales, como los coeficientes de expansión y contracción o la resistencia al calor. Además, de su optimización de seguridad, que ya se está probando actualmente en el mundo virtual. Es más, según las estimaciones de Siemens, procesos de fabricación enteros están en camino de ser desarrollados, probados y optimizados de esta manera.

Los datos en el gemelo digital.

Pero esto no termina aquí. Una vez que un objeto – desde una turbina de gas hasta una instalación de producción completa – se ha optimizado en el mundo virtual y su modelo físico ha sido construido, probado y operado en el mundo real, se abre una nueva dimensión en el mundo virtual: los datos del mundo físico pueden fluir hasta refinar y aumentar la precisión del gemelo digital original a través del ciclo de vida del producto. «El concepto de gemelo digital completa el ciclo del conocimiento desde el diseño y la prueba hasta la producción y operación, y de la adquisición y análisis de datos a un servicio mejorado, y vuelta a empezar», dice el Dr. Norbert Gaus, Jefe de Investigación en Digitalización y Automatización de Tecnología Corporativa de Siemens.

Esto permite que, por ejemplo, en un futuro cercano, una vez que se haya creado un producto en el mundo virtual, sus datos serán transferidos sin interrupciones a instalaciones de producción donde los seres humanos, asistidos por robots semiautónomos, usarán métodos de fabricación substractivos aditivos y tradicionales para, automáticamente, traducir esos datos en objetos físicos. Además, a medida que se dan estos pasos de producción, se simularán en tiempo real, permitiendo así comparar modelos de comportamiento con el rendimiento real y poder así mejorar continuamente la calidad y el mantenimiento predictivo.

Flexibilidad automatizada.

Dichas plantas de producción serán ciber-físicas, lo que significa que todos sus robots, máquinas y procesos funcionarán como un Internet de las Cosas auto-organizado y basado en la inteligencia artificial, que optimizará constantemente los flujos de materiales y energía dentro y entre las instalaciones de producción, pudiendo crear la definición de “Fábrica de datos”.

 

Un ejemplo del grado en el que la inteligencia artificial (AI) y las redes neuronales pueden optimizar un sistema complejo es su aplicación a una turbina de gas de Siemens. «Nuestro sistema de AI ha sido capaz de reducir las emisiones entre un 10% y un 15% adicional», dice Gaus. «Este nuevo mundo de la fabricación abrirá la puerta a la producción de piezas asequibles y producidas individualmente, adaptadas a las demandas y requerimientos específicos de los clientes, así como al uso de materiales diseñados para aumentar la relación entre rendimiento y peso de piezas», añade.

Por eso Siemens, a través de sus laboratorios de todo el mundo, continúa investigando y ya está generando prototipos de esta tecnología como soluciones de fabricación. Para ello, la compañía está fusionando sus conocimientos de Big Data con los mundos virtual y físico de MindSphere, su sistema operativo Internet of Things basado en la nube, con el objetivo de abrir el camino hacia los métodos de planificación digital (realidad virtual), de fabricación de aditivos, de software para sistemas robóticos o de nuevas tecnologías para los entornos de Industria 4.0.