domingo, 14 de enero de 2018

Gemelos digitales de código abierto en el sector naval

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La digitalización de la industria está agregando una capa increíblemente valiosa a los procesos físicos. Esta capa rica en datos está plagada de posibilidades de optimizar las operaciones a través de herramientas de visualización y análisis de datos cada vez más sofisticadas.

El concepto de "gemelo digital", una simulación virtual de un activo físico que puede usarse como modelo para producción, operaciones, mantenimiento predictivo o una serie de otras aplicaciones potenciales, está ampliando las capacidades en una amplia gama de industrias, desde la generación de energía hasta el diseño de edificios, y el sector naval no es una excepción.

Ya sea utilizado en el diseño de barcos, su construcción o para monitorizar el rendimiento de los buques a lo largo de sus ciclos de vida, el sector naval se ha despertado a las oportunidades del gemelo digital. En abril del año pasado, Bureau Veritas y Dassault Systèmes lanzaron Veristar AIM 3D, un sistema de gestión de la integridad de activos para los sectores naviero y offshore que coloca a un gemelo digital de cualquier activo en el centro de su premisa.

Más recientemente, el pasado julio, un prestigioso grupo de organizaciones relacionadas con el sector naval anunciaron una asociación para impulsar aún más el concepto del gemelo digital para el diseño y la construcción de nuevos buques. Concretamente, los socios de este proyecto lo conforman DNV GL, la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), Rolls-Royce y SINTEF Ocean, con el objetivo de establecer un nuevo estándar en gemelos digitales en el sector naval.

Para ello han adoptado un enfoque de código abierto, permitiendo a cualquier usuario de la industria acceder al estándar (y la biblioteca digital planificada de modelos de productos genéricos) de forma gratuita, que Svein Kleven, vicepresidente senior de ingeniería y tecnología en Rolls-Royce, argumenta es la clave para cumplir la promesa del concepto. En esta entrevista en Fieras de la Ingeniería, Kleven nos hablará sobre el proyecto y su potencial.

Gemelo digital en la industria marítima

¿Cuál es el estado del software de diseño naval en este momento? ¿De qué manera crees que las herramientas de diseño de barcos digitales pueden o deben mejorarse?

Hay infinidad de herramientas disponibles en el mercado. Lo que percibo actualmente es que deberíamos poder tener un vínculo entre cada componente, producto y sistema para crear una plataforma y modelos de simulación. Por tanto, existe la necesidad de tener un sistema común para trabajar, porque lo que ocurre hoy es que cada área especializada tiene diferentes soluciones para la plataforma de simulación y el modelado de simulación. Sería mejor si pudieras intercambiar partes de ese modelo y crear una solución integrada. Para hacer eso, necesitas tener protocolos comunes, una solución común, una plataforma común, estándares comunes.

Esa es la intención de este proyecto, desarrollar una plataforma de simulación abierta, lo que significa que definimos el estándar y lo ponemos a disposición de todos en la industria. Luego, por supuesto, comienzas a intercambiar modelos e integrarlos sin perder información.

¿Y esa fue la inspiración inicial para este proyecto?

Esa fue la intención. Tenemos una idea real cuando se trata de crear modelos de simulación. He estado trabajando con simulación durante muchos años, y el resto de nuestros socios también. Tienen una visión profunda de esta área. Y creo que tenemos diferentes tipos de experiencia, en cierto modo. Desde el punto de vista de un proveedor, de alguna manera, definiremos los sistemas y soluciones para estos modelos. Y en unos años se convertirá en parte de la documentación integrada del producto de los proveedores que básicamente establecerá estándares sobre cómo intercambiaremos e integraremos modelos de simulación desde un nivel de componente, nivel de producto, nivel de sistema y subsistema, así como finalmente, hacia el buque completo o 'gemelo digital'.

¿En qué etapa se encuentra el proyecto ahora?

En la etapa actual, los cuatro socios del proyecto están creando las especificaciones de los requisitos para la plataforma. Por tanto, en lo que estamos trabajando ahora es en asegurarnos de tener una comprensión clara y común sobre la gestión para esta plataforma, si la construimos, cuál debería ser la configuración de la biblioteca, cómo expandiríamos los acuerdos de servicio y otras configuraciones. Esta ya es una tecnología bien conocida, por lo que solo debemos garantizar el tener una solución de primera clase para cada una de estas áreas.

Llevará entre uno y dos años, dependiendo de la cantidad de productos y de cuántas personas sean necesarias para trabajar en esto con el fin de desarrollar la plataforma y el estándar en sí. También incluirá una biblioteca, y la biblioteca contendrá modelos de productos genéricos, que además podrían ser usados para la investigación y la ciencia. Estos modelos de investigación también se simularán en las soluciones integradas, pero, por supuesto, cada una de las partes podrá mantener ocultos ciertos componentes.

Como usuario, no necesariamente requiero de entender todos los detalles, solo necesito asegurarme de que haya física real ahí, así que cuando compro un componente y lo uso en mi producto, sé que puedo confiar en el modelado e integrarlo en mi producto. Y cuando entrego el producto, cuando entrego el sistema, el producto tiene la física real. Por tanto, el sistema dispondrá la solución de física real, y luego debido a que dispongo de todos esos datos, tenemos un gemelo digital. Y ahí es cuando realmente comienzas a cambiar el juego.

Análisis de datos a partir de gemelo digital

¿Cuáles son los beneficios de crear un gemelo digital de un barco?

Puedes usar el gemelo digital en todas las fases de un ciclo de vida, desde la fase conceptual, cuando podrías emplearlo como un prototipo virtual para describirlo a tu equipo de diseño, pero también puedes usarlo externamente para explicarlo a un cliente, que podrá ver con antelación cómo las soluciones funcionarán antes de que se corte cualquier acero o se instale un producto.

Posteriormente, si pasas a la fase de producción, también puedes usarlo para obtener información sobre los procesos de la construcción, con el fin de asegurarte de que puedes elegir la mejor solución para las instalaciones de producción. Del mismo modo que podrías simular un producto, también podrías simular una celda de producción, es decir, el tipo de herramientas, el tipo de soluciones de fabricación que se está utilizando, el comportamiento real del material, etcétera. Si realmente se modela correctamente en la celda de fabricación, entonces, por supuesto, también puedes optimizar el proceso de fabricación.

El concepto de gemelo digital no es nuevo en el sector naval. ¿Cómo pretenden hacer que esta plataforma de simulación sea diferente de otras que podrían llegar al mercado?

Tienes razón. El gemelo digital no es algo nuevo: toda la industria ha visto el beneficio de ir en esta dirección. Pero, ¿por qué falló en el pasado? Básicamente, porque cada compañía ha intentado crear su propia plataforma y su propio estándar de simulación. Si no puede obtener la industria un estándar común, no podrá obtener todo el beneficio.

No debemos olvidar que es costoso desarrollar un estándar. En el pasado, aquellos que han desarrollado un estándar han intentado obtener el dinero para pagar esa inversión vendiendo licencias o vendiendo acceso a la plataforma. No haremos eso. Esto debe ser de código abierto. Por lo tanto, los socios del proyecto pronto enviarán una invitación a un Joint Industry Project (JIP), porque creemos que nos beneficiaremos mucho más en el futuro. Por lo tanto, será de acceso libre, nada menos, para toda la plataforma, el estándar y la biblioteca, porque eso es lo que se necesita.

Diseño de plataforma abierta de gemelo digital

¿Cuáles son los mayores cambios que esperas aporten las tecnologías digitales al sector de la construcción naval en los próximos 10-20 años?

¡Esa es una gran pregunta! Podría ocurrir de todo, partiendo en primer lugar de la obtención de nuevos conocimientos a partir de los datos utilizando diferentes técnicas para analizarlos. Los nuevos cambios no solo serán nuevos productos y ofertas; también se trata de comenzar a cambiar los modelos comerciales. Si hay un número de jugadores que ven los beneficios comunes de dicho cambio en el modelo de negocio, y que avanzan en la misma dirección con la nueva tecnología, entonces veremos nuevos modelos de negocios entrando en juego.

Puedo dar un pequeño ejemplo sobre los modelos comerciales cambiantes que hemos visto en nuestro sector. Tradicionalmente, nuestro negocio de Servicios Marítimos ha obtenido ingresos del tiempo de venta y material: ingenieros de servicio y repuestos. Si simplificamos, podemos decir que hay una paradoja de que el ingreso futuro potencial del servicio proviene de problemas con los productos o la necesidad de mantenimiento, mejoras o actualizaciones del producto o solución.

Con la introducción del acuerdo de servicio a largo plazo Power-by-Hour, esta imagen cambia. El proveedor del servicio obtiene ingresos al mejorar el nivel de operatividad del producto. Por lo tanto, el cliente y el proveedor del servicio tienen un interés común y al compartir el riesgo y la percepción sobre la operación y el estado de la salud del equipo, tienen la capacidad de aumentar el potencial de los ingresos para el activo dado. Este es solo uno de varios ejemplos de cómo la digitalización cambiará el sector naval y la industria marítima.

Gemelo digital offshore

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