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Los modelos 3D digitales pueden verificar la funcionalidad del diseño, así como ayudar con la capacitación de operadores de nuevas máquinas, dispositivos o complejos de producción completos con anticipación. Si estos modelos se mantienen actualizados, también pueden ser útiles en la operación real y para fines de mantenimiento. Alternativamente, pueden servir durante la optimización adicional o modificaciones posteriores.
Las maquinarias de producción modernas y las líneas de producción o procesos de producción automatizados representan sistemas altamente complejos con diseños complicados, realizaciones y gestión y sistema de control asociados. Incluso los diseños iniciales de dichos sistemas se facilitan significativamente, gracias a los modelos digitales, que, según su nivel de detalle, pueden simular la disposición física de máquinas individuales y probar su interacción mutua y sistema de control a través de todas las interfaces de entrada y salida. Un modelo verdaderamente detallado ayuda a evitar muchos riesgos potenciales en el diseño de nuevas tecnologías e innovar las existentes. Un modelo adecuadamente diseñado también puede ayudar a verificar que la tecnología propuesta cumpla con los reglamentos y directivas necesarios con respecto a la seguridad de producción.
Cómo se crea un modelo
De manera similar a los diseños arquitectónicos o de interiores, el modelado 3D de maquinaria de producción utiliza modelos prefabricados de máquinas, junto con diversas bibliotecas de elementos adicionales. Sabemos por la práctica diaria que, hoy en día, muchos fabricantes dan por sentado los modelos digitales de sus productos. Estos componentes individuales pueden, por tanto, organizarse e interconectarse mutuamente exactamente de la misma manera en que se pretende que interactúen en el mundo real más adelante. Por tanto, dicho modelo 3D representa un gemelo digital del proceso real y puede conectarse tanto a un sistema de control simulado como real. El modelo puede incluso incluir elementos de control, como paneles de operador totalmente funcionales.
No todos los componentes del modelo tienen que estar necesariamente hechos con el mismo nivel de detalle; es importante centrarse en las piezas más importantes y críticas del proceso de producción, donde podrían ocurrir problemas y que ofrecen el mayor margen de optimización. Si estamos creando un nuevo modelo y hay que integrar alguna tecnología existente (como maquinaria de producción, líneas de producción o procesos de producción existentes) para la que no tenemos un modelo adecuado, hay varias vías que podemos seguir. Además de crear un gemelo digital completo, también podemos optar por limitar el modelo de la máquina o dispositivo a una simple aproximación señalando los diversos estados de la máquina.
Simulación de producción y capacitación de operadores
Además del uso mencionado anteriormente de un modelo 3D dinámico para fines de diseño del sistema, el modelo, siempre que sea lo suficientemente fiel, también puede utilizarse para acelerar la capacitación necesaria para los operadores de nueva maquinaria de producción, ya que permite que la capacitación comience mucho antes de que la tecnología se instale físicamente. Además, los modelos digitales no solo pueden simular operaciones estándar, sino también inducir diversos estados y escenarios, como fallos. De manera similar a los pilotos de aviones de transporte, el personal que opera la línea de producción puede, por lo tanto, recibir muchas horas de capacitación práctica en un simulador antes de comenzar a utilizar la tecnología real.
Modelo digital y operación real
Los modelos digitales tampoco tienen que dejar de ser útiles en el momento en que se pone en marcha la tecnología. El modelo puede utilizarse para simular diversos estados, incluidos, por ejemplo, paradas y mantenimiento de servicio, para proporcionar formación continua a los operadores y, sobre todo, para la posterior optimización de partes individuales del proceso de producción o modificaciones adicionales. En ese caso, mantener el modelo actualizado para que refleje el estado real actual del proceso simulado es un requisito necesario.
Los modelos digitales de maquinaria de producción son algo habitual hoy en día, por ejemplo, en la industria automotriz, donde se utilizan para modelar en detalle los procesos individuales en las líneas de producción. El objetivo es obtener un mayor grado de control sobre el proceso de producción, donde cada pequeña ineficiencia o tiempo improductivo resulta en grandes pérdidas financieras. El modelado y la simulación también son útiles en procesos de producción potencialmente peligrosos, donde se deben observar procedimientos precisos y medidas de seguridad. Sin embargo, incluso un modelo con un nivel rudimentario de detalle puede ser útil. Por ejemplo, si una empresa más pequeña planea ampliar su producción, un modelo básico puede ayudar fácilmente a determinar las capacidades y los recursos que la empresa necesitará para hacer realidad este plan. Por lo tanto, siempre es necesario considerar el propósito del modelo 3D con anticipación e invertir en consecuencia.
Con la creciente disponibilidad de modelos de máquinas y dispositivos de sus fabricantes y los precios más bajos de la capacidad de computación necesaria para ejecutar estos modelos, la modelización digital será utilizada por un número cada vez mayor de usuarios debido a las ventajas que aporta.
Publicado 12 de febrero de 2020
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