Europa apuesta por las fábricas virtuales en la nueva revolución industrial

Una planta que fabrica afeitadoras eléctricas en la ciudad de Drachten, en el norte de Holanda, se está preparando para una prueba destinada a ayudar a la industria europea a prosperar en mercados internacionales cada vez más competitivos.

La planta dirigida por la empresa de electrónica de consumo Philips es parte de un proyecto de investigación que recibió financiación de la UE para estimular a los fabricantes a utilizar "gemelos digitales": fábricas virtuales creadas a través de tecnologías que prometen agilizar la producción real.

virtuales y reales

La idea es aprovechar técnicas como la computación en la nube, la inteligencia artificial, la robótica y la tecnología blockchain para crear modelos de procesos de fabricación completos e identificar dónde se pueden realizar mejoras.

"La industria se encuentra en una fase de transición y las tecnologías digitales pueden ayudar", afirmó la Dra. Cécile Girardot, coordinadora de la iniciativa DIMOFAC que se extenderá 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 el Real.'

El sector manufacturero europeo de 5.000 millones de euros, que incluye pesos pesados ​​mundiales en áreas que van desde la aviación y el acero hasta los automóviles y los productos químicos, se enfrenta a productores con mentalidad exportadora en el extranjero y a normas medioambientales más estrictas en casa.

La industria se encuentra en una fase de transición y las tecnologías digitales pueden ayudar en esa transición.

A estos dos desafíos subyacentes se han sumado los aumentos de los precios de la energía tras la invasión rusa de Ucrania en febrero de 2022 y las interrupciones en la cadena de suministro causadas por la pandemia de Covid-19 que se produjo dos años antes.

La UE ha creado una asociación público-privada de 1.150 millones de euros llamada Fábricas del Futuro para promover la investigación y la innovación en el sector manufacturero, lo que indica cuán importante es el tema en la agenda política europea.

Está en juego la capacidad de las empresas europeas para navegar a través de lo que se conoce como la Cuarta Revolución Industrial, o “Industria 4.0”, una era marcada por la automatización y la conectividad.

La idea de la fábrica virtual está ganando terreno 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.

Conectar y producir

DIMOFAC, que comenzó a finales de 2019, ha desarrollado un sistema para agilizar la fabricación.

Llamado "Plug and Produce", facilita la reconfiguración de las líneas de producción al vincular máquinas reales con gemelos digitales.

Al utilizar el sistema, un fabricante podría simular virtualmente una nueva configuración y solucionar cualquier problema en línea antes de instalar el equipo en una fábrica real.

Pueden surgir problemas de producción, por ejemplo, al utilizar materias primas recicladas porque sus propiedades no siempre son idénticas, según Girardot, coordinador de proyectos europeos en materiales avanzados y fabricación en el instituto de investigación francés CEA-Liten.

"En este caso hay que adaptar la producción", afirmó. 'Cuanto más rápido lo hagas, mejor será. El objetivo principal es reducir los tiempos de reconfiguración.'

El sistema "Plug and Produce" del proyecto se probará en cinco instalaciones de producción reales en toda Europa. Además de las afeitadoras eléctricas en los Países Bajos, los ejemplos incluyen componentes aeroespaciales fabricados por Éirecomposites en Irlanda y pantallas interactivas producidas por Schaltag en Suiza.

La tecnología se está implementando en los cinco sitios y los resultados se presentarán durante el primer trimestre de 2024.

DIMOFAC ha podido aprovechar una amplia gama de experiencia industrial a través de 30 socios, entre los que también se incluyen Siemens Industry Software (Francia), la empresa de ingeniería mecánica FILL de Austria y EXOM Engineering en España.

Colaboración más estrecha

Otro proyecto financiado por la UE para avanzar en las perspectivas de las fábricas digitales, FIRST, exploró cómo podrían usarse para aumentar la eficiencia en sitios de producción repartidos en diferentes ubicaciones.

El zapato personalizado puede diseñarse en otro lugar pero fabricarse localmente.

Los nuevos diseños y procesos desarrollados por FIRST facilitarán la colaboración, según Lai Xu, quien coordinó la iniciativa que finalizó en diciembre de 2022 después de seis años.

"Tradicionalmente, los centros de fabricación pueden estar bastante aislados", afirmó Xu, profesor asociado de la Universidad de Bournemouth (Reino Unido) que trabaja en procesos empresariales colaborativos y empresas virtuales.

FIRST se propuso identificar los desafíos y obstáculos en la forma de utilizar tecnologías de fábrica virtual y desarrollar formas de superarlos, según Xu.

Los socios del proyecto eran siete e incluían fabricantes, empresas de software y universidades de países como Alemania, Italia, Países Bajos y China.

Xu se muestra optimista sobre lo que los gemelos digitales pueden ofrecer a la industria tanto en el frente empresarial como medioambiental.

Por ejemplo, utilizando un modelo digital de todo el proceso de producción, una empresa de moda podría diseñar un par de zapatos en París o Milán mientras coordina la fabricación y las ventas a nivel mundial.

Una red de tecnología de la información conectaría a todos los socios (tiendas, diseñadores, logística y fabricantes) y enviaría información sobre lo que se necesita, dónde y cuándo se utiliza la tecnología blockchain.

"El zapato personalizado puede diseñarse en otro lugar pero fabricarse localmente, lo que da como resultado un proceso de fabricación más eficiente y flexible y con menor impacto ambiental", afirmó Xu.

A la carte

Las tecnologías de fábrica virtual no son todo o nada. Según Xu, los fabricantes pueden adoptar piezas para mejorar los procesos sin comprometerse con el conjunto.

Esta podría ser una consideración importante para las muchas pequeñas y medianas empresas que forman parte del sector manufacturero europeo y que pueden carecer de recursos para renovar sus sistemas de la A a la Z.

Las tecnologías de fábrica virtual también pueden ayudar a las empresas a gestionar de manera más eficiente el mantenimiento de máquinas complejas, ahorrando como resultado costos.

"Los sensores alrededor de la máquina recopilan datos que le permiten programar cuándo llevar a un ingeniero a realizar el servicio", dijo Xu.

En una señal de que las tecnologías de fabricación virtual van a ser cada vez más importantes, dijo que el consorcio FIRST está buscando activamente nueva financiación nacional y de la UE para lograr más avances en este campo.

La investigación de este artículo fue financiada por la UE. Si te gustó este artículo, considera compartirlo en las redes sociales.

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