De la simulación a la puesta en marcha virtual

La visión de la Industria 4.0 está estrechamente vinculada al gemelo digital. Sin embargo, dado que el grado de estandarización de las distintas herramientas de desarrollo es todavía escaso en la actualidad, se produce una situación inconsistente. En el ámbito de la simulación, esa situación se puede solventar. Hoy en día, es posible obtener importantes ganancias de eficiencia gracias a la ingeniería digital.

La transformación digital de la economía no se detiene en los departamentos de desarrollo de la ingeniería mecánica. El CAD (diseño asistido por ordenador), el CAE (ingeniería asistida por ordenador) y el CAM (fabricación asistida por ordenador) se ven cada vez más reforzados por herramientas inteligentes que automatizan los procesos, reducen el uso de tiempo y recursos y controlan y mejoran continuamente la calidad de las fases de desarrollo. Unos procesos más eficientes y un mejor plazo de comercialización son factores esenciales para poder mantenerse en la cada vez más feroz competencia mundial.

Con el Gemelo Digital o el Asset Administration Shell (AAS), la industria ha diseñado un concepto que impulsa decisivamente este desarrollo. El objetivo es un flujo ininterrumpido de información a lo largo de todo el ciclo de vida de las máquinas e instalaciones: desde los modelos de datos utilizados en la fase inicial de desarrollo, pasando por los datos de las máquinas de la fase de producción, hasta la gestión de activos, el mantenimiento y la reparación.

Caminos hacia la simulación digital

En realidad, sin embargo, siguen existiendo lagunas, ya que hay un bajo grado de estandarización de las herramientas de desarrollo. Por parte de los desarrolladores, existe la incertidumbre constante sobre si el proveedor de componentes y dispositivos admite las respectivas herramientas de desarrollo con formatos de datos adecuados.

Desde un principio, Lenze acompañó y promovió la digitalización en la ingeniería mecánica y el concepto del Management Shell. Ahora la empresa da un paso más y amplía el soporte a sus colaboradores en la simulación y la puesta en marcha virtual. Los fabricantes de equipos originales se beneficiarán de una mayor capacidad de ingeniería digital en el diseño, desarrollo y producción de máquinas e instalaciones, cerrando de este modo algunas brechas críticas.

La piedra angular se implanta con un modelo de simulación en 3D, que proporciona un modelo general de una máquina. Simplificando así el diagnóstico de máquinas complejas. Si se da un paso más y se perfecciona el modelo 3D, ya se pueden predecir afirmaciones concretas sobre el comportamiento de la máquina, como el rendimiento que se alcanzará durante el funcionamiento.

Si el modelo se adapta a la máquina específica con mayor detalle, puede utilizarse para simular no sólo el comportamiento mecánico, sino también todo el proceso de fabricación en la máquina, es decir, incluyendo la lógica de la máquina, la gestión de errores, el cambio de modos de funcionamiento y la parametrización. En esta fase de desarrollo, es posible incluso la puesta en marcha virtual de la máquina.

Desactivar los puntos débiles de los fabricantes

Lenze utiliza algunas de las herramientas de simulación más conocidas, en particular las siguientes aplicaciones:

SimulationX de ESI ITI: Simulación y dimensionamiento del accionamiento;

ISG-virtuos de ISG: Puesta en marcha virtual;

Virtual Teachware de Forward TTC: Realidad Virtual y Aumentada para HMI y diagnóstico de máquinas, así como software de aprendizaje para la formación virtual.

En cualquier caso, el objetivo principal es resolver los puntos críticos en esta fase del ciclo de vida: la experiencia demuestra que las exigencias de los fabricantes de máquinas incluyen asuntos como un mejor diagnóstico, tiempos de desarrollo menores o una planificación más precisa a la hora de dimensionar los accionamientos.

Los fabricantes de máquinas pueden utilizar estas aplicaciones por sí mismos, confiando en las soluciones de Lenze. El fabricante asesora en la selección de las herramientas adecuadas y puede prestar apoyo en la modelización de simulaciones y en la puesta en marcha virtual para que éstas puedan ejecutarse directamente en las instalaciones del cliente. Los primeros proyectos ya se han llevado a cabo y Lenze ha preparado también un expositor de demostración en el que se enseña el procedimiento y las posibilidades ampliadas de la ingeniería digital mediante la simulación y la puesta en marcha virtual

El desarrollo continúa

Aunque en la actualidad se necesitan todavía diferentes modelos de datos para las distintas aplicaciones, en el futuro se utilizarán formatos e interfaces estandarizados. Los conceptos correspondientes ya se han desarrollado con el nombre de FMU (Functional Mock-up Units) o FMI (Functional Mock-up Interfaces). Lenze es compatible con las herramientas habituales del mercado y también está desarrollando continuamente su cadena de herramientas para la ingeniería digital.

Conclusión

Ya sea un mejor diagnóstico, tiempos de desarrollo más cortos o una planificación más precisa a la hora de dimensionar los accionamientos: la simulación en la ingeniería digital y la ingeniería paralela permiten implementar los conceptos de las máquinas de forma rápida y eficaz, sobre todo, evitar las costosas repeticiones. Esto es posible gracias al desarrollo interdisciplinar, en el que el software de control e IoT, en particular, puede probarse y validarse en una máquina virtual en las primeras fases de concepto y desarrollo.