Los Periodistas

Las Voces de Ingenierías: La digitalización y virtualización de la producción en la industria automotriz antes, durante y después del COVID-19

Por Mtro. José de Jesús Cordero Guridi*

El año 2020 representa un parteaguas para nuestra sociedad pues la pandemia del COVID-19 ha cambiado la rutina de las personas, las fuentes de diversión y los mecanismos tanto de enseñanza como de comercio y convivencia. Los cambios anteriores han acelerado la adopción de tecnologías que ayudan a cumplir con las necesidades de aislamiento y sana distancia mediante la digitalización de las actividades productivas. Es importante enfatizar que el proceso anterior no fue del todo nuevo en la manufactura y la producción automotriz ya que ambas áreas atravesaban por su adaptación a los principios de la Industria 4.0 (I4.0) cuyos objetivos son, por ejemplo, la electrificación y autonomía plena del vehículo.

Es fácil pensar que la I4.0 se traduce en el uso de una mayor cantidad de maquinaria con tecnología avanzada; este enfoque es totalmente equivocado. En realidad, la I4.0 representa una nueva forma de pensar sobre la tecnología y su lugar dentro de una fábrica, 1 así como la redefinición de los procesos de producción. En el caso particular de la producción automotriz, la I4.0 pretende el uso de métodos de impulsión alternativos para el funcionamiento de los vehículos, así como la reducción de costos y la posibilidad de introducir nuevos productos en el mercado cada vez en menor tiempo. Para lograr lo anterior, podemos hacer uso de la Realidad Aumentada (AR) con la que el usuario percibe el mundo que lo rodea a través de elementos virtuales que se superponen por medio de diversos dispositivos tecnológicos. Por ejemplo, los teléfonos inteligentes, las tabletas o dispositivos de realidad virtual.2 También, podemos hacer uso de la Realidad Virtual (VR) que se define como el desarrollo de experiencias simuladas que son similares a las situaciones en tiempo real.3

Los primeros sistemas de Realidad Virtual surgieron en los años 70’s con el desarrollo de software de Dibujo Asistido por Computadora (CAD).4 Cabe mencionar que el uso de ambas tecnologías se ha incrementado en la última década con el desarrollo de los sistemas informáticos. También, la I4.0 se apoya de la virtualización de la fábrica, o gemelo digital (Digital Twin), que se basa en crear modelos virtuales de objetos físicos para simular sus comportamientos. Los modelos virtuales son capaces de comprender el estado de las entidades físicas a través de la detección de datos, a partir de los cuales se puede predecir, estimar y analizar la dinámica del fenómeno en diferentes escenarios asociados a un esquema optimizado de simulación.5

Notemos que la digitalización de la producción es básica en la I4.0 para optimizar el diseño, control y monitoreo de las operaciones en una fábrica. Aunado a lo anterior, las tecnologías anteriores han mostrado ser de suma utilidad para que la industria continúe con sus actividades a pesar de las restricciones, como higiene y seguridad sanitaria, impuestas por la pandemia del COVID-19. Por ejemplo, la AR y la VR se pueden implementar desde las etapas tempranas del desarrollo de un producto para la construcción y validación de prototipos; es decir, en las etapas de estilizado del diseño son herramientas valiosas pues facilitan espacios libres y permiten la interacción a distancia. Además, la información que se obtiene se puede revisar en equipos de trabajo al compartirse mediante medios digitales basados en la nube. También, en la capacitación de los operadores para los procesos de ensamble, la VR y AR son un medio que permite la interacción con el producto de forma segura, previo a su puesta en marcha o ingreso a las áreas productivas.

Es importante mencionar que el empleo de tecnología digital y la redefinición de procesos y operaciones no se limita a reducir la interacción entre personas. También, implementan un plan de automatización con un mayor nivel de complejidad que monitorea y detecta alteraciones de la producción en tiempo real y a distancia. Más aún, el modelo virtual- digital puede ser controlado de la misma forma en la que el modelo físico lo sería, y tiene la ventaja de mostrar diferentes resultados generados por escenarios simulados. Por consiguiente, su uso continuará aun cuando el distanciamiento social termine.

Por lo tanto, la tecnología de los gemelos digitales no sólo asegura condiciones de trabajo seguro para operadores sino que también permite el desarrollo del plan de producción, mediante la obtención de datos estadísticos para el análisis y mejora del proceso.6 En la Facultad de Ingeniería Industrial y Logística de la UPAEP, particularmente en el Área de Diseño Automotriz, desde hace algunos años se ha trabajado en el desarrollo de modelos digitales y virtuales, a través de proyectos con Volkswagen, como lo son BAJA SAE y FÓRMULA SAE. Estos proyectos generaron la concepción del laboratorio de Realidad Virtual y Aumentada

En el laboratorio se han logrado desarrollar proyectos a través de la cooperación y aportación del ingenio y esfuerzo de estudiantes de las mismas facultades. Aunque la pandemia ha detenido algunos proyectos, el camino del laboratorio en el desarrollo de tecnología, proyectos y enseñanza para los alumnos continua con el objetivo de responder al reto académico y estudiantil que representa quedarse en casa. Como lo hemos comentado en la columna presente, las nuevas tecnologías de digitalización y virtualización han sido fundamentales para continuar con los procesos de aprendizaje.

Referencias / References

1University of Cincinnati (Junio,2020), Industry 4.0 and the Future of Engineering Education, obtenido de https://www.engineering.com/ResourceMain.aspx?resid=1123&e_src=relres-ecom

2Luis Cuautle Gutierrez, Jose de Jesus Cordero Guridi (2020), Reducción de transmisión para vehículo todo terreno con realidad aumentada e ingeniería asistida por computadora, Revista Politecnica Vol 15 No. 30

3Ravi Pratap Singh, Mohd Javaid, et al (2020), Significant applications of virtual reality for COVID-19 pandemic, Journal of Diabetes and Metabolic Syndrome: Clinical Research and Reviews, Vol 14 No

4Zimmermann P. (2008) Virtual Reality Aided Design. A survey of the use of VR in automotive industry. In: Talaba D., Amditis A. (eds) Product Engineering. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8200-9_13

5dQinglin Qi, Fei Tao, Ying Zuo, Dongming Zhao, Digital Twin Service towards Smart Manufacturing, Procedia CIRP, Volume 72, 2018, Pages 237-242, ISSN 2212-8271, https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.03.103.

6Tao, F., Cheng, J., Qi, Q. et al. Digital twin-driven product design, manufacturing and service with big data. Int J Adv Manuf Technol 94, 3563–3576 (2018). https://doi.org/10.1007/s00170-017-0233-

*Mtro. José de Jesús Cordero Guridi
Profesor Facultad de Ingeniería Industrial y Logística
UPAEP

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