Transformación digital en la manufactura del sector aeroespacial y de defensa

La industria aeroespacial y de defensa (A&D) ha sido conocida por su gran innovación y sus altas expectativas. Incluso durante estos tiempos difíciles de COVID-19, los equipos de A&D están encontrando nuevas formas de trabajar en conjunto gracias a la innovación y la flexibilidad.

Como resultado, los fabricantes de equipos originales (OEM) y sus socios deben digitalizar sus operaciones para ser más productivos, innovadores y colaborativos. Cada vez es más evidente: los líderes de la industria están haciendo la transición a una empresa digital para sobrevivir y prosperar en estos tiempos difíciles. La digitalización permite a las empresas asumir la innovación y abordar las tendencias más desconcertantes a las que se enfrenta la industria hoy en día, que incluyen:

• Cumplir con las expectativas de rendimiento del programa llevando nuevos productos al mercado de manera más rápida y cumpliendo los objetivos técnicos, de costo y de programación.
• Mayor complejidad e integración del programa para abordar el aumento de la electrificación, las nuevas tecnologías y los nuevos modelos de negocio.
• Aumento de la electrificación de los productos que cambia las herramientas necesarias para diseñar y construir aeronaves junto con las habilidades necesarias para contratar. Los desafíos de los sistemas mecánicos, neumáticos e hidráulicos están siendo reemplazados rápidamente por la funcionalidad eléctrica.
• La globalización es más evidente hoy en día con la entrada de empresas más pequeñas y ágiles que compiten por nuevos programas relevantes. Cada vez más, las compañías dependen de la cadena de suministro global y la fuerza laboral.

Los hilos digitales permiten procesos multidisciplinarios e integran datos desde el comienzo del ciclo de vida del producto hasta su sostenimiento final, permitiendo una trazabilidad completa. Una empresa digital totalmente operativa ofrece una comprensión más amplia de los productos, los procesos de producción, la reducción de riesgos y una implementación más rápida. Algunos ejemplos de cómo la empresa digital habilita los equipos de diseño y fabricación incluyen:

Simulando una plataforma de movilidad aérea: Las plataformas de movilidad aérea urbana (UAM) representan desafíos únicos, que suelen consistir en múltiples disciplinas y funciones que interactúan simultáneamente.

La solución es una simulación multidisciplinaria utilizando el gemelo digital. Un gemelo digital es una representación virtual de un producto o proceso físico utilizado a lo largo del ciclo de vida del producto para simular, predecir y optimizar el producto y el sistema de producción antes de invertir en prototipos y activos físicos. 

Automatizando el proceso de diseño: El gemelo digital de Siemens gestiona más que un perfil de diseño asistido por computadora (CAD); también automatiza todo el proceso de diseño. Hay diversas disciplinas de diseño involucradas en el diseño del tren de aterrizaje. Una variedad de esquemas, archivos CAD y diagramas están conectados e integrados a través del hilo digital.

Volando un “pájaro de hierro” virtual: El gemelo digital brinda a los equipos la capacidad única de construir una aeronave integrada virtual. Al hacerlo, los equipos “vuelan” la aeronave antes de que sea construida. Además de reducir el riesgo durante los programas de prueba al tratar el diseño en pruebas virtuales, este enfoque permite a los equipos concentrarse en las condiciones de vuelo más críticas para obtener una comprensión más profunda de la dinámica y el rendimiento del vuelo.

Manufactura aditiva, el futuro de la ingeniería y la producción: Cuando se habla del futuro de la producción, uno de los cambios más significativos será la fabricación aditiva (AM). La AM no solo revoluciona la forma en que los equipos construyen las piezas y los ensambla, sino que cambia drásticamente la forma en que se diseñan estas piezas.

Reconociendo esto, Siemens ha sentado las bases para el futuro de la producción, invirtiendo en tecnologías de diseño y fabricación que maximizan los beneficios de esta disciplina mientras automatizan los procesos. Además, muchas de las soluciones de simulación y análisis dentro de la cartera Xcelerator ayudan a las empresas a validar sus diseños y procesos de fabricación y, con la amplia capacidad de comprensión que proporciona el gemelo digital, los usuarios replican con confianza el mundo de la producción y evalúan nuevos métodos prometedores.

Herramientas colaborativas utilizando realidad virtual y aumentada

La realidad virtual (RV) y la realidad aumentada (RA) tendrán un papel decisivo en la creación de estas herramientas. Cuando se observan las tecnologías de RV/RA, se trata de cambiar el comportamiento humano con un nuevo conjunto de herramientas e introducir procesos completamente nuevos.

Diseño inmersivo a través de la realidad virtual: Dando a los usuarios un verdadero sentido de escalabilidad y proximidad, la RV es una herramienta importante para una comprensión más profunda de un diseño en las primeras etapas del ciclo de vida del producto. A través de la RV inmersiva, los equipos diseñarán en contexto. Esto significa “trabajar dentro” del componente tal como lo diseña el usuario, lo que permite a los equipos localizar las características y los componentes de una manera que imita la forma en que podrían instalar o mantener el componente real.

Una buena herramienta de RV tiene el potencial de eliminar las revisiones de diseño cerradas, como la revisión preliminar de diseño (PDR) y la revisión crítica de diseño (CDR) utilizadas por muchas empresas de A&D. Estas revisiones a menudo se convierten en procesos complicados que pueden interrumpir el trabajo durante un período prolongado. La RV, junto con los cambios en los procesos de revisión de diseño de las empresas, sustituirá las revisiones de diseño diferenciadas por un proceso de revisión continua que permite a los equipos enfocarse en el proceso y mantenerse en el cronograma adecuado.

El futuro de la fabricación

Las fábricas del futuro elaborarán productos para la industria aeroespacial. Con herramientas de simulación y gemelos digitales, los fabricantes prueban diferentes diseños de fábrica, capacidades de automatización, vehículos guiados automatizados u otros factores ambientales en un mundo virtual antes de invertir en la construcción o en la renovación de una instalación física.

Realidad aumentada en la planta de la fábrica: Las tecnologías de RV y RA refuerzan el vínculo entre el mundo del diseño virtual y la fábrica. Con cámaras y funciones precisas que ayudan a localizar las piezas, los equipos de diseño reemplazan los dibujos 2D y las instrucciones de trabajo por realidad aumentada 3D.

Los equipos localizan las piezas utilizando las características enriquecidas que ya están disponibles en los modelos 3D, completando así la empresa integral basada en modelos. El sistema luego guía al usuario a una localización precisa de las piezas y una orientación adecuada. Una vez completada la instalación, verificará y registrará automáticamente que la pieza esté instalada, eliminando el papeleo y el tiempo necesario para completar estas tareas.

Realidad aumentada adaptada a las instrucciones de trabajo

Otra posibilidad para el futuro de la producción es la instrucción de trabajo personalizada con RA. No solo se utilizará la RA en la fábrica, pero también puede implementarse en artículos de uso inteligente para liberar aún más al técnico de la gestión de papel y los dispositivos.

Las tecnologías de transformación digital ofrecen la base para el futuro de la ingeniería, la producción y el servicio. El futuro de la ingeniería y la fabricación se trata de liberar a los equipos para que sean innovadores y creativos, lo que se logra principalmente a través de la automatización de tareas que permite la empresa digital.

Siemens inició este recorrido digital hace más de 10 años, y hoy la industria de A&D está experimentando resultados y ventajas del mundo real. El gemelo e hilo digital integral de Siemens proporciona una amplia comprensión de los productos y procesos de A&D, y permitirá a las empresas prosperar en esta era de innovación.