El concepto de fábrica virtual está ganando popularidad en Europa. Fuente: © Gorodenkoff, Shutterstock.com
Los fabricantes de la UE utilizan cada vez más las tecnologías digitales para mejorar la agilidad.
Una fábrica de máquinas de afeitar eléctricas en la ciudad de Drachten, en el norte de los Países Bajos, se está preparando para una prueba para ayudar a la industria europea a prosperar en mercados internacionales cada vez más competitivos.
La fábrica, dirigida por la empresa de electrónica de consumo Philips, forma parte de un proyecto de investigación financiado por la Unión Europea para animar a los fabricantes a utilizar “gemelos digitales”, fábricas virtuales creadas con tecnologías que prometen mejorar la producción en el mundo real.
virtuales y reales
La idea es utilizar técnicas como la computación en la nube, la inteligencia artificial, la robótica y la tecnología blockchain para modelar procesos de producción completos e identificar dónde se pueden realizar mejoras.
“La industria se encuentra en una fase de transición y las tecnologías digitales pueden ayudar con eso”, dijo la Dra. Cécile Girardot, coordinadora DIMOFAC la iniciativa estará vigente hasta marzo de 2024. “Con los gemelos digitales, los datos en tiempo real pueden mostrar en el mundo virtual cómo funcionan las máquinas en el mundo real”.
El sector manufacturero europeo de 5.000 millones de euros, que incluye gigantes mundiales en todo, desde la aeronáutica y el acero hasta los automóviles y los productos químicos, se enfrenta a productores orientados a la exportación en el extranjero y regulaciones ambientales más estrictas en el país.
A estos dos desafíos fundamentales se agregaron los picos en los precios de la energía luego de la invasión rusa de Ucrania en febrero de 2022 y la interrupción de la cadena de suministro causada por la pandemia de COVID-19 dos años antes.
La UE ha creado una asociación público-privada por valor de 1.150 millones de euros Las fábricas del futuro para acelerar la investigación y la innovación en la fabricación, lo que indica cuán importante es el tema en la agenda política europea.
Está en juego la capacidad de las empresas europeas para navegar en la llamada cuarta revolución industrial o “industria 4.0”, una era marcada por la automatización y la conectividad.
La idea de una fábrica virtual está ganando popularidad en Europa. Fabricantes que van desde el fabricante de aviones Airbus hasta el especialista en equipos eléctricos Schneider Electric están explorando conceptos de gemelos digitales y estableciendo instalaciones de fabricación virtuales.
Enchufe y produzca
DIMOFAC, que inició operaciones a fines de 2019, ha desarrollado un sistema que aumenta la flexibilidad de la producción.
Se llama “Plug and Produce” y facilita la reconfiguración de las líneas de producción al conectar máquinas reales con gemelos digitales.
Usando el sistema, un fabricante puede simular virtualmente una nueva configuración y solucionar cualquier problema en línea antes de instalar el hardware en la fábrica real.
Según Girardot, quien es el coordinador europeo del proyecto de Fabricación y Materiales Avanzados en el instituto de investigación francés CEA-Liten, pueden surgir problemas de producción, por ejemplo, por el uso de materias primas recicladas, ya que sus propiedades no siempre son idénticas.
“En ese caso, tienes que ajustar tu producción”, dijo. “Cuanto antes lo hagas, mejor. El objetivo principal es reducir el tiempo de reconfiguración”.
El sistema ‘Plug and Produce’ del proyecto se probará en cinco instalaciones de producción reales en toda Europa. Además de las máquinas de afeitar eléctricas en los Países Bajos, los ejemplos incluyen componentes aeroespaciales fabricados por Éirecomposites en Irlanda y pantallas interactivas fabricadas por Schaltag en Suiza.
La tecnología se está implementando en cinco ubicaciones y se esperan resultados en el primer trimestre de 2024.
DIMOFAC ha podido aprovechar una amplia gama de experiencia industrial gracias a sus 30 socios, que también incluyen Siemens Industry Software (Francia), la empresa de ingeniería mecánica FILL de Austria y EXOM Engineering de España.
Cooperación más estrecha
Otro proyecto financiado por la UE para avanzar en las perspectivas de las fábricas digitales, PRIMEROinvestigó cómo podrían usarse para aumentar la eficiencia en las instalaciones de producción ubicadas en diferentes lugares.
Según Lai Xu, quien coordinó la iniciativa, que finalizó en diciembre de 2022 después de seis años, los nuevos diseños y procesos desarrollados por FIRST facilitarán la cooperación.
“Tradicionalmente, las instalaciones de fabricación pueden estar bastante aisladas”, dijo Xu, profesor asociado de la Universidad de Bournemouth en el Reino Unido que trabaja en procesos comerciales colaborativos y empresas virtuales.
Según Xu, el proyecto FIRST se propuso identificar los desafíos y obstáculos para usar la tecnología de fábrica virtual y desarrollar formas de superarlos.
Los socios del proyecto incluyeron siete fabricantes, empresas de software y universidades de países como Alemania, Italia, los Países Bajos y China.
Xu es optimista sobre lo que los gemelos digitales pueden ofrecer a la industria tanto en términos comerciales como ambientales.
Por ejemplo, utilizando un modelo digital de todo el proceso de fabricación, una empresa de moda podría diseñar un par de zapatos en París o Milán mientras coordina la producción y las ventas en todo el mundo.
La red de información y tecnología conectaría a todos los socios (tiendas, diseñadores, logística y fabricantes) y transmitiría información sobre lo que se necesita, dónde y cuándo usar la tecnología blockchain.
“El calzado personalizado puede diseñarse en otro lugar pero fabricarse localmente, lo que da como resultado un proceso de fabricación más eficiente y flexible y un menor impacto ambiental”, dijo Xu.
A la carta
Las tecnologías de fábrica virtual no son todo o nada. Según Xu, los fabricantes pueden usar piezas para mejorar los procesos sin comprometerse con todo.
Esto puede ser importante para muchas pequeñas y medianas empresas que forman parte del sector manufacturero europeo y pueden carecer de los recursos para reconstruir sus sistemas de la A a la Z.
Las tecnologías de fábrica virtual también pueden ayudar a las empresas a administrar el mantenimiento de maquinaria compleja de manera más eficiente, lo que en última instancia reduce los costos.
“Los sensores alrededor de la máquina recopilan datos para que pueda planificar cuándo llamar a un ingeniero para el servicio”, dijo Xu.
Como señal de que las tecnologías de fabricación virtual ganarán importancia, dijo que el consorcio FIRST está buscando activamente nuevos fondos nacionales y de la UE para seguir avanzando en este campo.
Este artículo fue publicado originalmente en Horizontela revista de la UE sobre investigación e innovación.