Transformar las fábricas de automóviles heredadas con gemelos digitales

El sector de la automoción está experimentando un cambio radical, impulsado por la necesidad de aumentar la eficiencia, la sostenibilidad y la agilidad. Uno de los motores más potentes de esta transformación es el gemelo digital, una réplica virtual de una fábrica física que permite a los fabricantes simular, supervisar y optimizar las operaciones en tiempo real. Mediante la adopción de gemelos digitales, las fábricas de automoción heredadas pueden modernizar sus operaciones, mejorar la colaboración en la cadena de suministro y lograr un ROI significativo. Los gemelos digitales en la fabricación de automóviles son el siguiente paso adelante en la digitalización y racionalización de los procesos de fabricación, lo que garantiza la fiabilidad en la actualización de las fábricas heredadas y el trabajo dentro de un entorno de cadena de suministro cada vez más complejo.

Los gemelos digitales permiten disponer de una fuente de verdad virtual y visual.

La fábrica virtual: Cómo funcionan los gemelos digitales

Un gemelo digital es más que un modelo 3D; es una representación inteligente y basada en datos de una fábrica que se actualiza continuamente en función de los datos de sensores en tiempo real, dispositivos IoT y análisis basados en IA. Esta fábrica virtual refleja su homóloga física, lo que permite a los fabricantes:

• Simular procesos de producción antes de implementar cambios.
• Predecir y evitar fallos en los equipos mediante el mantenimiento predictivo.
• Optimizar la eficiencia del flujo de trabajo mediante la identificación de cuellos de botella.
• Comparar las condiciones de instalación con las de diseño.
• Reducir el tiempo de inactividad y los residuos mediante la supervisión continua del rendimiento.

Los gemelos digitales suelen crearse mediante escaneado láser. Se puede utilizar una amplia gama de escáneres láser para capturar las instalaciones de un emplazamiento, incluidos escáneres terrestres, móviles o drones. Los datos del escáner láser capturan una imagen completa y precisa de la instalación en forma de nube de puntos, que representa un campo de puntos geoespaciales que traza las superficies de dichos entornos. Históricamente, los datos de nubes de puntos han sido un reto para cargar y compartir, dada la enorme cantidad de espacio de almacenamiento y los requisitos de datos necesarios. Ahora, las plataformas "todo en uno" facilitan la carga, transmisión y compartición de datos de nubes de puntos, como Cintoo, que transmite los datos de nubes de puntos a la máxima resolución posible con una transformación perfecta en mallas 3D.

Una vez que los datos de la nube de puntos se transmiten a una plataforma accesible y fácil de usar, se dispone de una réplica virtual del emplazamiento y sus condiciones, lo que permite obtener un gemelo digital completo y preciso.

Utilizar herramientas en una plataforma todo en uno como el etiquetado de activos para la transformación de una fábrica inteligente.

Por ejemplo, el gigante automovilístico BMW ha adoptado la tecnología de gemelos digitales para crear una réplica virtual de sus fábricas, lo que permite a los ingenieros probar nuevos diseños y técnicas de producción antes de aplicarlos a las plantas físicas. Aún más, los equipos de proyecto pueden tomar las condiciones as-installed, generadas a partir de nubes de puntos de captura de realidad, y mapear modelos BIM/CAD, asegurándose de que las condiciones as-designed coinciden exactamente con lo que hay en la fábrica heredada. Esto reduce significativamente los costes de prueba y error y acelera el tiempo de comercialización de nuevos modelos que dependen de la instalación de nuevos equipos.

Revolucionar las cadenas de suministro y la colaboración

Las fábricas de automóviles heredadas a menudo luchan con cadenas de suministro fragmentadas, donde la falta de visibilidad puede provocar retrasos, ineficiencias y mayores costes. Los gemelos digitales ayudan a salvar estas distancias proporcionando una visión unificada y en tiempo real de toda la cadena de suministro.

Principales ventajas para las cadenas de suministro:

• Seguimiento en tiempo real: Los fabricantes pueden realizar un seguimiento de las materias primas, los componentes y los productos acabados con una precisión milimétrica.
• Mitigación de riesgos: Los análisis predictivos basados en IA identifican posibles interrupciones antes de que afecten a la producción.
• Logística optimizada: Los gemelos digitales ayudan a agilizar la gestión de almacenes y los plazos de entrega, reduciendo los plazos y los costes.
• Ganancias en sostenibilidad: Al optimizar el consumo de energía y reducir los residuos, los gemelos digitales favorecen una fabricación respetuosa con el medio ambiente.

Las Gigafábricas de Tesla, por ejemplo, aprovechan la tecnología de gemelos digitales para gestionar la compleja logística de la cadena de suministro, garantizando que la producción de baterías y el ensamblaje de vehículos permanezcan altamente sincronizados y eficientes.

Colaboración mejorada agilizada en Cintoo

Una ventaja clave de los gemelos digitales es su capacidad para fomentar la colaboración entre diferentes equipos y partes interesadas. Dentro de una plataforma digitalizada, ingenieros, diseñadores, directores de fábrica y proveedores pueden trabajar juntos en un entorno virtual compartido.

Herramientas y tecnologías del ecosistema de gemelos digitales

• IA y aprendizaje automático: Permiten el mantenimiento predictivo y la automatización inteligente. Utilice el etiquetado de activos para obtener una comprensión clara de los equipos y materiales que necesitan supervisión o mantenimiento.
• Sensores IoT: Recopile datos en tiempo real sobre las condiciones de la fábrica y el rendimiento de la máquina.
• Computación en la nube: Proporciona acceso sin fisuras a los datos del gemelo digital desde cualquier lugar del mundo.
• Integración AR/VR: Permite a los ingenieros realizar inspecciones y formación a distancia.

Por ejemplo, Ford ha estado utilizando plataformas de gemelos digitales combinadas con tecnologías AR/VR para simular cambios en la línea de montaje, garantizando la eficiencia sin interrumpir la producción. Esto permite a los equipos multifuncionales colaborar de forma remota, haciendo que las operaciones sean más flexibles y resistentes.

Todos estos conjuntos de herramientas y optimizaciones están disponibles en la plataforma Cintoo, devolviendo el control a los equipos de proyecto que necesitan agilizar la colaboración global en un entorno virtual. Herramientas como la supervisión en tiempo real, el etiquetado de activos, las anotaciones, las mediciones automáticas y la capacidad de superponer sin problemas modelos BIM/CAD a las condiciones de instalación para detectar conflictos ayudan a los equipos a dar sentido a los datos. Al utilizar Cintoo, pueden convertirse en "propietarios" de los datos, lo que optimiza la posibilidad de compartirlos, la accesibilidad y la información orientada a la acción.

El caso empresarial: Por qué se está produciendo el cambio

La adopción de gemelos digitales en las fábricas de automoción tradicionales no es sólo una tendencia; es una necesidad impulsada por claras ventajas empresariales. El retorno de la inversión (ROI) de la implantación de los gemelos digitales es convincente, y las empresas informan de lo siguiente

• Hasta un 30% de reducción en los costes operativos gracias al mantenimiento predictivo y la optimización de procesos.
• Ciclos de desarrollo de productos entre un 20 % y un 50 % más rápidos, gracias al diseño basado en la simulación.
• Mejora de los índices de calidad a la primera, reduciendo las repeticiones y el desperdicio de material.
• Menor huella de carbono, en línea con los objetivos globales de sostenibilidad.

Volkswagen, por ejemplo, ha implantado gemelos digitales en sus procesos de fabricación, reduciendo el tiempo de producción y mejorando la calidad de los vehículos. La capacidad de predecir y resolver problemas antes de que se produzcan garantiza una mayor eficiencia y satisfacción del cliente.

El futuro de la fabricación de automóviles

Las fábricas de automóviles heredadas se enfrentan a una creciente presión para modernizarse, y la tecnología de gemelos digitales ofrece el camino perfecto. Al crear una representación virtual de sus operaciones, los fabricantes pueden agilizar los procesos, mejorar la eficiencia de la cadena de suministro e impulsar la innovación a un ritmo sin precedentes.

Como siguen demostrando líderes del sector como BMW, Tesla y Ford, las ventajas de los gemelos digitales son demasiado importantes como para ignorarlas. Aquellos que adopten esta transformación estarán mejor posicionados para competir en el panorama automovilístico en rápida evolución, garantizando un futuro más ágil, rentable y sostenible para la fabricación.