2023/04/13
ID: 4437

Los gemelos digitales impulsan el desarrollo de máquinas

Los primeros componentes de automatización de Festo se dotan de representaciones digitales

Tiempos de comercialización más rápidos, ingeniería más eficiente, mayor funcionalidad y calidad: estas son las ventajas que ofrece un gemelo digital a los fabricantes de máquinas y sistemas. Festo está trabajando intensamente para equipar sus componentes de automatización con un gemelo digital, una representación digital en forma de capas de administración. La empresa se ha asociado con otros socios de automatización alemanes y con la Industrial Digital Twin Association debido a que la estandarización es lo que esperan los fabricantes de máquinas y sistemas. 

Los gemelos digitales se pueden usar en muchos ámbitos de la ingeniería de forma orientada al caso concreto de aplicación. "Los fabricantes de máquinas y sistemas exigirán gemelos digitales para poder desarrollar sus máquinas y sistemas de forma más rápida y cometer menos errores", explica Gerhard Borho, directivo de digitalización de Festo. El principio "Digital First" está avanzando paso a paso: los componentes y las máquinas se desarrollan virtualmente en la medida de lo posible antes de que se fabrique el primer hardware; esto se extiende hasta las pruebas y la integración del sistema. En la planificación de fábricas se observan desarrollos similares.

 

Acortar la duración de los proyectos

Tiempos de desarrollo más cortos requieren una mayor paralelización de los pasos de desarrollo por parte de los fabricantes de máquinas. Por esa razón, los gemelos digitales también deben reproducir con precisión las capacidades de los componentes, dado el caso, incluso el comportamiento físico. Con ello se acortan significativamente los tiempos de ejecución de los proyectos de los clientes y aumenta la productividad. Incluso antes de que un desarrollador de máquinas haya ensamblado la máquina a nivel de hardware, puede simularla, probarla y modificarla de nuevo. Por ejemplo, puede diseñar y programar de forma óptima y eficaz sistemas de manipulación ya en el modelo virtual. Así se pueden encontrar y rectificar fallos en una fase temprana, lo que después contribuirá significativamente a un funcionamiento eficiente y estable.

 

Los gemelos digitales de componentes de automatización son mucho más que modelos 3D que se mueven virtualmente. Son imágenes digitales con una amplia gama de información sobre los componentes, incluida una descripción clara de sus capacidades, documentación, y comportamiento. Por ejemplo, la simulación de su cinemática y cinética, y la comunicación con ellos hasta su función dentro de la máquina.

 

Todo el ciclo de vida en el centro de atención

La arquitectura de máquinas Industria 4.0 se basa por completo en gemelos digitales que, con sus interfaces de comunicación estandarizadas, facilitan el trabajo a nuestros clientes prácticamente durante todo el ciclo de vida de una máquina: desde la puesta en marcha virtual y el control de la máquina hasta la recopilación de datos y los consiguientes servicios de valor añadido, como el mantenimiento o la diagnosis. Otros ahorros de tiempo se obtienen gracias a los menores tiempos de búsqueda en catálogos o portales de soporte técnico o para la creación de la documentación de la máquina.

 

Hasta ahora, para cada componente de automatización existía una gran cantidad de datos en diferentes formatos como CAD, PDF o incluso manuales en papel. La gestión de datos resultaba pesada y de difícil acceso durante todo el ciclo de vida de un producto de automatización. Esta falta de continuidad digital dificultaba también la interconexión completa de todos los objetos. De ahí que Festo trabaje en una tecnología de comunicación fluida y coherente, como OPC-UA. En última instancia, la capa de administración se utiliza como objeto de información central para utilizar gemelos digitales durante el ciclo de vida.

 

Los gemelos digitales ya facilitan la planificación y la preparación concreta de las ofertas. "Los algoritmos inteligentes permiten diseñar y configurar los componentes de forma óptima y, al mismo tiempo, energéticamente eficiente", añade el directivo de digitalización de Festo.

 

Ventajas en la puesta en funcionamiento

En el modelo virtual, el desarrollador puede, por ejemplo, probar si puede mover el carro y ver los datos de proceso del sistema de medición de recorrido o la señal de los sensores de posición final. Si quiere crear las secuencias de control de la máquina, el desarrollador tiene a su disposición capacidades de componentes como la extensión, el giro o el agarre, con las que puede componer fácilmente la secuencia deseada.

 

También se pueden implementar otros servicios de valor añadido sobre la base de gemelos digitales. Antes de que, por ejemplo, los componentes lleguen al final de su vida útil durante el funcionamiento, el sistema de control de estado lo comunica. El gemelo digital de la máquina podría pedir entonces las piezas de repuesto de forma automática. Si existen modelos sucesores de los componentes que se van a sustituir en ese momento, el cliente puede probar primero la interacción de los nuevos componentes en el entorno virtual y adquirirlos adecuadamente.

 

Además, la monitorización del estado puede crear planes de mantenimiento predictivo en interacción con los modelos de simulación de los gemelos digitales. Los clientes también pueden desarrollar y probar cambios, optimizaciones o reconfiguraciones subsiguientes de la máquina previamente en el modelo virtual utilizando gemelos digitales y así implementarlos más rápidamente.

 

 

Festo es un actor global y una empresa familiar independiente con sede en Esslingen am Neckar (Alemania). Desde sus inicios, Festo ha marcado pautas en la tecnología de automatización industrial y en la formación técnica, contribuyendo así al desarrollo sostenible del medio ambiente, la economía y la sociedad. La empresa suministra tecnología de automatización neumática y eléctrica a 300.000 clientes de automatización de fábricas y procesos en más de 35 sectores. El sector LifeTech, con la tecnología médica y la automatización de laboratorios, es cada vez más importante. Los productos y servicios están disponibles en 176 países de todo el mundo. En todo el mundo, unos 20.800 empleados en cerca de 60 países con más de 250 sucursales generaron unas ventas de aproximadamente 3.810 millones de euros en 2022. De esta cantidad, alrededor del 7% se invierte anualmente en investigación y desarrollo. En la empresa de aprendizaje, las medidas de formación y desarrollo representan el 1,5% de la facturación. Festo Didactic SE es un proveedor líder de educación y formación técnica y ofrece a sus clientes de todo el mundo soluciones integrales de aprendizaje digital y físico en el entorno industrial.

© Festo SE & Co. KG
Gráfica de gemelo digital
Tiempos de comercialización más rápidos, ingeniería más eficiente, mayor funcionalidad y calidad: estas son las ventajas que ofrece un gemelo digital a los fabricantes de máquinas y sistemas.
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Gemelo digital Handling
Diseñar y programar de forma óptima y eficaz sistemas de manipulación ya en el modelo virtual: Así se pueden encontrar y rectificar fallos en una fase temprana, lo que después contribuirá significativamente a un funcionamiento eficiente y estable.
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Gerhard Borho
Director de Information Technology and Digitalisation