Este servicio desarrolla gemelos digitales basados en física de procesos de fabricación y de sus entornos circundantes para apoyar la optimización de procesos, el análisis de rendimiento y la integración efectiva de tecnologías de IA.
Permite a las empresas comprender mejor sus procesos, reducir los costes de experimentación y acelerar el despliegue de soluciones basadas en datos.
Los modelos de gemelo digital proporcionan:
• Conocimiento sobre los procesos de fabricación, identificando oportunidades para introducir IA orientada a la optimización, la mejora de la calidad y el aumento de la eficiencia
• Generación de conjuntos de datos sintéticos representativos, que permiten desarrollar y validar soluciones de optimización basadas en IA cuando los datos reales son limitados o costosos de obtener
Los modelos se construyen mediante modelos de orden reducido (ROM) derivados de simulaciones basadas en física (PBS) de los procesos. Estos ROM permiten la simulación en tiempo real manteniendo la precisión de los modelos de alta fidelidad. Se aplican técnicas de aprendizaje automático para acelerar el cálculo de los modelos y mejorar sus capacidades predictivas.
El servicio incluye:
• Modelado de procesos de transformación de materiales y de las condiciones ambientales relevantes
• Integración de variables de proceso (p. ej., temperatura, presión, propiedades de los materiales o parámetros de máquina)
• Generación de conjuntos de datos sintéticos para entrenamiento y validación de IA
• Desarrollo de herramientas de simulación para ensayos virtuales y optimización
El resultado es una aplicación piloto suministrada como herramienta software (aplicación de ingeniería o script) basada en el ROM del proceso. Esta herramienta actúa como un entorno virtual de fabricación que permite simular escenarios, probar configuraciones de proceso y generar datos sintéticos para posteriores desarrollos basados en IA.
Además, los gemelos digitales se utilizan para analizar el rendimiento del proceso y evaluar estrategias de mejora.
El servicio incluye la propuesta y validación inicial de soluciones alternativas, complementarias o mejoradas para maximizar las capacidades y el rendimiento del proceso en casos de uso industriales específicos.
El servicio sigue un enfoque estructurado:
• Definición del caso de uso y del alcance del proceso
• Recopilación y análisis de los datos de proceso y parámetros del sistema disponibles
• Desarrollo de modelos basados en física y ROM
• Validación del gemelo digital frente a datos reales o de referencia
• Generación de conjuntos de datos y escenarios de simulación
• Evaluación de estrategias de optimización y oportunidades de integración de IA
Entre las aplicaciones típicas se incluyen la optimización de ciclos de moldeo por inyección, la reducción de defectos en procesos de conformado, la mejora de la calidad en fabricación aditiva y la simulación del rendimiento de reactores químicos. Por ejemplo, las empresas pueden reducir desperdicios de material, mejorar la calidad del producto o disminuir los tiempos de ciclo mediante ensayos virtuales antes de la implantación física.
Entre los resultados esperados se incluyen mejoras medibles como reducción del tiempo de desarrollo, menores costes experimentales, mayor estabilidad del proceso y aumento de la eficiencia productiva.
Para llevar a cabo el servicio, se espera que los clientes proporcionen acceso a datos de proceso, parámetros de máquina, especificaciones de materiales y, cuando sea posible, datos de validación procedentes de operaciones reales. ITA aporta experiencia en modelado, simulación e IA, así como la infraestructura computacional necesaria para desarrollar y validar los gemelos digitales.
Este servicio está dirigido a:
• Empresas industriales que buscan optimizar procesos de fabricación, reducir costes y acelerar la innovación
• Desarrolladores de equipos de transformación de materiales que desean mejorar el rendimiento de las máquinas e integrar capacidades digitales avanzadas
Para iniciar un proyecto, las empresas pueden contactar con ITA para definir el proceso objetivo y los datos disponibles. Este primer paso incluye una evaluación de viabilidad, seguida de una propuesta adaptada, desarrollo del modelo, validación y entrega de la aplicación piloto.