Modelo de colaboración propio para la Gestión Integral de la Innovación Tecnológica.
A sustainable lifecycle for large machine tools enabled by digital twins
La digitalización de la industria está conduciendo a una producción inteligente, conectada y descentralizada, basada en tecnologías ya maduras como la monitorización continua, la computación edge/cloud y el almacenamiento y análisis de datos. Paralelamente a las tendencias de digitalización, la sostenibilidad preocupa cada vez más por motivos medioambientales, pero también como reto clave para competir en un mercado global con recursos escasos. Las ventajas de la digitalización y los requisitos de sostenibilidad aún tienen mucho camino por recorrer en la fabricación de grandes piezas en el sector de la eólica terrestre y marina. Los Gemelos Digitales están ganando impulso como facilitadores clave para generar conocimientos más profundos sobre el rendimiento de los sistemas productivos industriales que permiten la implementación de funcionalidades inteligentes que afectan a todo el ciclo de vida del producto.
El proyecto SUSTWINABLE tiene como objetivo el desarrollo de conocimientos y herramientas multidisciplinares basados en Digital Twins para apoyar todas las etapas principales del ciclo de vida de las grandes máquinas herramienta con el fin de optimizar el rendimiento y la sostenibilidad para la fabricación de piezas de gran tamaño. Dichos Gemelos Digitales Híbridos serán posibles gracias a la combinación adecuada de técnicas de simulación avanzadas para extraer todo el conocimiento relevante del comportamiento multifísico de los sistemas y la analítica de datos para extraer toda la información relevante de los datos acumulados. Se implementará una nueva metodología de diseño de máquinas que aproveche al máximo los Gemelos Digitales Híbridos integrando algoritmos de optimización automática para ayudar al diseñador explorando el espacio de diseño multidimensional y funciones multiobjetivo que reproduzcan con precisión aspectos clave de rendimiento y sostenibilidad. Los Digital Twins también se utilizarán durante el montaje y la configuración de la máquina para ayudar a los operarios en el complejo proceso de nivelación y alineación de los ejes de la máquina con el fin de reducir el tiempo y mejorar el rendimiento. La influencia de las variaciones de temperatura ambiente en la precisión de la máquina se reducirá con una solución de compensación de errores térmicos basada en los datos de simulación de Digital Twin, sin necesidad de realizar pruebas térmicas complejas y lentas.
Esta solución mejorará el rendimiento de la máquina al tiempo que reducirá la necesidad de sistemas de control de temperatura en un taller reduciendo así el consumo de energía. El funcionamiento real de la máquina durante la fase producción también estará respaldado por herramientas basadas en Gemelos Digitales. Se habilitará un plan avanzado de Mantenimiento Predictivo mediante la combinación de datos de monitorización continua y ciclos discretos y periódicos. El paradigma de los Gemelos Digitales híbridos se completará con una evaluación y actualización continuas del modelo de compensación de errores térmicos, y las variaciones en la nivelación y alineación de los ejes de la máquina se detectarán de forma temprana y se proporcionarán indicaciones sobre cómo corregirlo para facilitar las tareas de mantenimiento.
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