Diseño de productos y procesos digitalmente

¿Cómo deberían abordar el diseño de productos y procesos los fabricantes que quieren implementar la producción digitalizada?

Esta es la situación: usted es un fabricante que desea desarrollar un nuevo producto y necesitará invertir en una nueva línea de producción para ello. Ha leído acerca de las ventajas de la digitalización y está interesado en adoptar un enfoque más tecnológico. ¿Por dónde empezaría?

Si está desarrollando un nuevo producto y necesita una nueva línea de producción, el primer precepto que debe tener en cuenta es que el diseño del producto determina el diseño del proceso, y no al revés. El segundo es que ambos tienen lugar en paralelo, lo que reduce el tiempo de comercialización en una fábrica digital.

¿Cuál es la gran idea?

Todos los socios del proyecto (constructores de maquinaria y líneas, ingenieros de TI y TO, especialistas en automatización e integración) necesitan saber lo que se intenta conseguir con el producto, qué características debe incorporar y qué factores están impulsando su desarrollo. Solo entonces podrán recomendar la solución correcta. 

También deberá establecer qué procesos son necesarios para producir este producto. Divídalo en una serie de pasos individuales. El reto está en que debe abordarse como un ejercicio con varios niveles: es necesario especificar tanto los procesos cibernéticos como los físicos. Considere qué conectividad necesitará entre cada uno de los procesos de producción y qué datos son necesarios para fines de trazabilidad, control de calidad y monitorización de la fábrica. De este modo, los socios del proyecto comprenderán cómo deben conectarse las máquinas entre sí para lograr los resultados deseados.

Visualización virtual

Una vez que los requisitos estén claros, se puede crear un gemelo digital del diseño de la fábrica. Esta réplica virtual simula el proceso de producción, lo que permite a los fabricantes reducir los riesgos de los proyectos, evitar errores costosos y reducir significativamente el tiempo de creación y prueba. Esta técnica es especialmente beneficiosa en la automatización, donde la velocidad y la fiabilidad son cruciales. Con los gemelos digitales, los errores se corrigen en el mundo virtual, lo que ahorra tiempo y costes en el mundo real.

Conciliación de demandas conflictivas

Esta etapa implica llevar a cabo múltiples pruebas. A veces, es necesario modificar el producto para garantizar una producción eficiente. Por ejemplo, un envase para bebidas con una forma creativa podría requerir un nuevo diseño para facilitar su manejo en la línea de producción. Un proceso digital permite realizar ajustes y pruebas rápidamente, lo que acelera la toma de decisiones y mejora la viabilidad del producto.

La colaboración es clave

No es solo el producto el que puede requerir modificaciones, sino también el proceso, para poder adaptarse a los cambios en el diseño del producto y optimizar el rendimiento de la línea. Es posible que su proveedor de TI sea capaz de realizar cambios a nivel digital, pero puede no saber si esto es viable en el entorno de producción real. Aquí es donde los socios de TO y automatización entran en juego, proporcionando datos e información que permitirán entender cómo se comportará el sistema en la vida real.

Tomemos como ejemplo la pinza de una célula robótica. Una pinza más ligera consume menos energía y cuesta menos, pero puede que no posea la fuerza y la precisión de una pinza más pesada. Mediante la colaboración, sus socios de proyecto deberían ser capaces de probar diferentes parámetros de rendimiento en un entorno virtual para determinar el diseño óptimo, evitando así costosos errores en el mundo real y acelerando el tiempo de comercialización.

Un gemelo es para toda la vida

Una vez que el producto y el proceso se validan digitalmente, los expertos de TO y los constructores de maquinaria los implementan en el mundo real. Pero el gemelo digital sigue siendo útil más allá de esta etapa:

• Refleja el sistema físico en tiempo real.
• Permite a los fabricantes probar nuevos materiales, ingredientes o herramientas en un entorno digital seguro.
• Admite el mantenimiento predictivo y la gestión de la energía.

Gracias a la monitorización continua, los fabricantes optimizan las operaciones de forma proactiva en lugar de hacer frente a los fallos.

Proyectos nuevos frente a existentes

Mantenerse al día con las tendencias

• Las empresas multinacionales estandarizan cada vez más la metodología de ingeniería y diseño.
• Los gemelos digitales permiten la replicación consistente de los procesos de producción en cualquier parte.
• Los datos compartidos garantizan la eficiencia, la calidad y la alineación en todas las zonas geográficas.