Reemplazando los prototipos físicos con el gemelo digital
febrero 4, 2023Por: Todd Tuthill, vicepresidente de Aeroespacial y Defensa, Siemens Digital Industries Software
Desde su creación, el gemelo digital ha demostrado ser una herramienta de diseño revolucionaria para la industria aeroespacial y de defensa (A&D). La posibilidad de desarrollar y probar nuevos productos utilizando modelos virtuales (gemelos digitales) antes de producirlos físicamente les ha ahorrado a las empresas tiempo y costes, ambos siendo muy valiosos. Los gemelos digitales se utilizan durante todo el ciclo de vida del programa, reduciendo considerablemente la dependencia de los ingenieros de los prototipos físicos. Pero, ¿cuándo podremos dejar de construir prototipos?
Todavía existen múltiples obstáculos en la industria de A&D que impiden que el gemelo digital integral sustituya los prototipos físicos. Estos obstáculos pueden reducirse a: cultura, procesos y tecnología.
Para empezar, imagina oír en el próximo vuelo comercial: “bienvenidos a Autonomous Airways. Este es nuestro vuelo inaugural sin piloto”. Luego escuchas el mensaje de bienvenida del piloto mediante una voz robotizada que suena como la de un smartphone. La mayoría de nosotros nos desabrocharíamos el cinturón y abandonaríamos el avión.
La tecnología necesaria para realizar vuelos comerciales sin piloto ya existe, pero aún no está certificada y, lo que es más importante, aún no es culturalmente aceptable. El noventa por ciento de su último vuelo comercial ya fue pilotado por un ordenador, pero todos nos sentimos mucho mejor sabiendo que un piloto humano real está ahí para tomar el mando si la computadora central comete un error.
Tendremos que generar confianza en las aeronaves autónomas mediante un proceso cuidadoso y metodológico. Construir la confianza en el gemelo digital integral para sustituir a los prototipos físicos no será diferente. Los ingenieros, los directores de programas y los organismos reguladores tendrán que aprender a aceptar los gemelos digitales como prototipos, empezando por sistemas menos complejos como placas de circuitos o puntales del tren de aterrizaje, para ampliarlos gradualmente hasta llegar a modelos de aviones completos.
Esto exigirá un cambio en nuestros procesos en relación con los prototipos y los gemelos digitales. Actualmente, los ingenieros construyen un gemelo digital para modelar lo que esperan del hardware físico. Posteriormente, construyen y prueban un prototipo físico de dicho hardware y utilizan los datos obtenidos de esas pruebas para validar su gemelo digital. Este tipo de proceso vela por la verdad en la pieza física, no en el gemelo digital. Para sustituir a los prototipos físicos, los ingenieros, los jefes de programa y los organismos reguladores tienen que creer que el gemelo digital es la verdad, lo que acaba por eludir la necesidad de realizar pruebas de validación con hardware real.
Los ingenieros ya disponen de herramientas y programas informáticos para reproducir virtualmente sistemas complejos. Sin embargo, la integración de estos sistemas simulados debe seguir mejorando. Si añadimos esta integración a una simulación sin fisuras y lista para usar, con la fidelidad adecuada y ejecutada en tiempo real, la confianza en el rendimiento de los gemelos digitales aumentará significativamente. La validación y optimización continua de estos gemelos digitales con datos y conocimientos procedentes de pruebas físicas acabará proporcionando la fidelidad y la confianza necesarias para permitir el modelado y la validación de sistemas muy complejos que aún no se han construido en el mundo físico.
Sustituir los prototipos físicos por gemelos digitales requiere líderes visionarios en toda nuestra industria que confíen en que es posible y que inspiren a sus empresas para que también crean en ello. Puede que los obstáculos culturales, tecnológicos y de procesos lo impidan ahora, pero con el tiempo se superarán y los prototipos físicos pasarán a la historia como las reglas de cálculo y las cintas de ocho pistas.
