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¿Cuál es el papel de la Industria 4.0 en la fabricación aeroespacial?

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Por la precisión que requiere la fabricación aeroespacial, la Industria 4.0 es el modelo ideal que cumple sus exigencias frente al desafío de producir 37 400 aeronaves en los próximos años.

El modelo de Industria 4.0 que se caracteriza por conectar el mundo físico con el digital al interior de las fábricas a través de las tecnologías inteligentes y que ha trastocado el viejo paradigma de producción en masa al nuevo modo que genera productos personalizados, diferenciados y producidos on demand también ha sido adoptado en la fabricación aeroespacial.

KEY INSIGHTS

De lo físico a lo digital y de regreso en la Industria 4.0 según Deloitte:

    • 1.- Establecer un registro digital. Captura información del mundo físico para crear un registro digital de la operación física y de la red de suministro.
    • 2.- Analiza y visualiza. Las máquinas se comunican con otras para compartir información permitiendo para analítica avanzada y visualizaciones de tiempo real con datos de fuentes múltiples.
    • 3.-Generar movimiento. Aplicar algoritmos y automatización para traducir decisiones y acciones del mundo digital al mundo físico.

Fuente: Forces of change: Industry 4.0, Deloitte Insights.

El aumento en el tráfico aéreo alrededor del mundo ha propiciado el incremento en la demanda de aviones comerciales, tan sólo en la región de América Latina y el Caribe el tráfico aéreo se duplicó en el periodo de 2006 al 2016 y en algunos países de la región, incluso, se triplicó.

Por otro lado, la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO, por sus siglas en inglés) sostiene que la “red mundial de transporte aéreo se duplica en tamaño al menos una vez cada 15 años, y se espera que en el 2030 vuelva a hacerlo”.

En lo anterior, coincide la proyección que hace la empresa Airbus en su Previsión del Mercado Global 2018-2037 sobre que se requerirán alrededor de 37 400 aeronaves en los próximos 20 años, por lo que el valor de esta industria se estima en 5.8 trillones de dólares.

La adopción del modelo Industria 4.0 en la fabricación aeroespacial contribuye a la producción de aviones, avionetas, planeadores, helicópteros, partes, componentes, accesorios, motores, hélices, alas, fuselajes, rotores, trenes de aterrizaje, turbinas, discos de freno, estabilizadores, nuevos materiales, entre otros.

Además, la Industria 4.0 también interviene en toda la cadena de valor como: aeronaves y sus partes; motores de aeronaves y sus partes; sistemas eléctricos-electrónicos y aviónica; mantenimiento, reparación y revisión (MRO); simuladores y entrenamiento, entre otros.

Las tecnologías inteligentes que intervienen en la Industria 4.0 y que son utilizadas en la fabricación aeroespacial son las siguientes:

Digital twins o gemelos digitales.- En los procesos de diseño e ingeniería los gemelos digitales son muy útiles ya que a través de esta tecnología se pueden hacer los prototipos de las aeronaves o de sus componentes de manera digital y ponerlos a prueba bajo determinadas condiciones para ver si es viable su diseño e ingeniería en entornos reales.

Asimismo, se pueden recrear entornos reales que pongan a prueba las piezas e incluso sistemas gemelos en el mundo virtual para observar su rendimiento. Si los gemelos digitales cumplen con las expectativas el siguiente paso es producir los prototipos.

Un ejemplo claro del uso de gemelos digitales en la fabricación de aeronaves es la colaboración de Tuskish Aerospace Industries con Siemens PLM software para generar plataformas fijas y giratorias en las alas, satélites y vehículos no tripulados (drones).

Fabricación aditiva o impresión 3D.- Con la nueva generación de impresoras 3D, me refiero, a las que pueden crear piezas metálicas, la industria aeroespacial se ha visto sumamente beneficiada, ya que puede en cuestión de horas crear prototipos o piezas que tardarían días o meses en realizar las fundidoras. Por otra parte, las piezas salen sin residuos, muy limpias en su manufactura, listas para ensamblarse, incluso existen impresoras que permiten hacer aleaciones para crear la pieza tal cual se concibió desde su diseño.

El proyecto Futuralve que se realiza en España es un ejemplo de la fabricación aditiva aplicada en la aviación. En este proyecto participa la empresa de impresoras 3D Renishaw la cual en conjunto con varios centros de investigación, el gobierno de España y otras instancias están desarrollando turbinas de alta velocidad para la industria aeroespacial.

Analítica avanzada.- La Industria 4.0 es impensable sin el Big Data y la analítica avanzada, debido a la interconexión de los robots y toda la maquinaria involucrada en el piso de la fábrica el cual se comunica con toda la cadena de suministro.

En algunos casos, la analítica de datos es utilizada en el diseño, algunas compañías dedicadas a producir aeronaves u otros artefactos para esta industria, utilizan lo que se denomina diseño generativo, que grosso modo, este método de diseño, utiliza algoritmos basados en Inteligencia Artificial para generar piezas funcionales con determinados requerimientos de desempeño sustentada en bases de datos o big data, optimizando su eficiencia a través del análisis previo de grandes cantidades de datos.

Los diferentes tipos de analítica avanzada como descriptiva, predictiva, prescriptiva y la optimización están presentes en todo el proceso de producción de la fabricación aeroespacial.

Internet Industrial de las Cosas.- El modelo de Industria 4.0 o fábrica inteligente no funcionaría sin el Internet Industrial de las Cosas (IIoT). La fabrica inteligente se caracteriza por su alto grado de digitalización y procesamiento de datos, datos recogidos por toda la maquinaria, robots y equipo que la componen. Incluso la interconexión con los empresas de proveeduría es vital pues las aeronaves tienen cerca de 6 millones de componentes los cuales deben estar disponibles en cualquiera de las etapas de producción en las que sean requeridas.

Después de instalados los componentes, se verifica su correcta instalación e integración a los demás componentes por lo que la conectividad que ofrece el IIoT es imprescindible.

Existen otras tecnologías que contribuyen en la manufactura aeroespacial y que forman parte de la Industria 4.0 aquí sólo mencionamos algunas que contribuyen a una industria en la que nuestro país, México, se está posicionando como uno de los grandes proveedores en la cadena de producción a nivel global en esta industria debido a su experiencia en la manufactura electrónica y automotriz. En este sentido, México también ha adoptado el modelo de Industria 4.0 para ponerse en sintonía con el resto de fabricantes aeroespaciales.

¿Quieres conocer más sobre la industria aeroespacial? Visita FAMEX 2019 y no te pierdas la participación de Telcel en el evento.

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Autor: Adrián Rodríguez

Ha colaborado en el desarrollo de contenidos en la Revista Digital Universitaria, una de las primeras revistas digitales de la UNAM y en Ciencia y Desarrollo, versión electrónica del Conacyt. Le apasionan los temas de ciencia, tecnología e innovación.

Autor: Adrián Rodríguez

Ha colaborado en el desarrollo de contenidos en la Revista Digital Universitaria, una de las primeras revistas digitales de la UNAM y en Ciencia y Desarrollo, versión electrónica del Conacyt. Le apasionan los temas de ciencia, tecnología e innovación.