Vistas:214 Autor:Jeannie Hora de publicación: 2026-02-17 Origen:Sitio
【112】Gemelos digitales: Deje que cada producto 'Produzca' una vez en el mundo virtual
El equipo de expertos de la Agencia de Ingeniería de Tecnologías de Singapur pasó hoy toda la tarde en el centro de control, sólo para vernos realizar una 'producción de prueba digital' para la carcasa de un nuevo dispositivo de comunicación militar. Cuando la simulación en la pantalla grande mostró todo el proceso, desde la fusión del material hasta la extrusión y el moldeado, junto con la predicción de tres posibles defectos y sus soluciones, el Dr. Chen, que dirigía el equipo, se volvió hacia su equipo y dijo: 'Esto es lo que yo llamo Industria 4.0: eliminar todos los riesgos antes de la producción real en el mundo digital'.
Esta escena me recordó aquellos tiempos difíciles de hace dos años. En ese momento, recibimos un pedido de un cliente israelí para producir un dispositivo que pudiera funcionar en ambientes desérticos extremos. Los primeros tres lotes de muestras pasaron las pruebas, pero cuando llegó el momento de la producción en masa, surgieron problemas: los cierres de la carcasa se deformaban ligeramente a altas temperaturas, lo que dificultaba el montaje. Estuvimos tres semanas investigando y finalmente descubrimos que el problema estaba en la diferencia de temperatura entre el día y la noche en la máquina de moldeo por inyección: con los mismos parámetros, los productos producidos de noche tenían un 0,2% más de deformación que los producidos durante el día.
'¿Qué pasaría si pudiéramos simular el rendimiento en diferentes entornos antes de la producción?' Esa noche, el ingeniero Xiao Li, que estaba a cargo de la simulación, propuso una idea audaz. Comenzamos a desarrollar el sistema 'gemelo digital': creando modelos tridimensionales precisos de cada conjunto de moldes hasta en micrómetros, y estableciendo ecuaciones constitutivas para cada material que incluyen múltiples variables como temperatura, humedad y tiempo, y luego realizando innumerables pruebas de moldeo por inyección en el espacio virtual.
El primer desafío para el sistema fue de DJI. Necesitaban un lote de componentes de absorción de impactos para drones que debían mantener características de amortiguación estables dentro de un rango de temperatura de menos veinte grados a sesenta grados Celsius. El proceso tradicional requería realizar más de diez moldes de prueba y repetidos ajustes. Solo utilizamos el sistema digital para 247 ensayos virtuales y encontramos la ventana de proceso óptima. Cuando las primeras muestras de prototipo pasaron todas las pruebas de temperatura, los ingenieros de DJI se mostraron incrédulos: 'Normalmente, se necesitan tres meses para probar el molde, pero solo se usan tres semanas'.
El caso más convincente fue la cooperación con la CRRC de China. Estaban desarrollando el marco de ventana del tren de alta velocidad de próxima generación, que debía soportar cargas aerodinámicas a una velocidad de 400 kilómetros por hora. El método tradicional requería fabricar moldes reales para las pruebas en el túnel de viento, con un coste único que superaba los 500.000 yuanes. Nuestro sistema de gemelo digital simuló 96 condiciones de trabajo en el entorno virtual y encontró una solución de diseño que podía cumplir con los requisitos de resistencia y ser la más liviana. El ingeniero jefe de CRRC dijo en la reunión de aceptación: 'Usted nos ayudó a acortar el ciclo de investigación y desarrollo en cuatro meses, y el ahorro de costos de las pruebas del molde es suficiente para construir otra línea de producción'.
Todavía recuerdo la escena en la que el sistema cumplió su deber por primera vez. Estaba produciendo una base para manija de puerta para una empresa de automóviles. La simulación digital mostró que podría ocurrir un defecto de corto alcance en un determinado punto de transición del espesor de la pared. El trabajador del molde, basándose en la experiencia tradicional, pensó que era imposible, pero el molde de prueba real demostró que el defecto sí se produjo. Aún más milagrosamente, el sistema también proporcionó tres soluciones: ajustar la posición de la puerta, modificar la curva de gradiente del espesor de la pared o reemplazar el lote de material. Elegimos la segunda opción, modificando sólo 0,3 milímetros en el molde, y el problema quedó perfectamente solucionado. Actualmente, este sistema ha realizado más de 8.000 pruebas de producción virtuales, acumulando datos equivalentes a los de un maestro artesano con 200 años de experiencia en moldeo por inyección. Cada vez que llega un nuevo pedido, ya no nos apresuramos a crear moldes, sino que dejamos que el producto 'emerja' cientos de veces en el mundo digital, encontrando el camino de producción óptimo. Algunos clientes han comentado: 'Lo que ustedes venden no son sólo piezas de plástico, sino también innumerables sesiones virtuales de prueba y error como beneficio adicional'.
Esta historia trata sobre el poder de la previsión. Cuando cada producto puede experimentar por primera vez un ciclo de vida completo en el mundo virtual, la tasa de fallas en el mundo real, naturalmente, no tiene dónde esconderse. De la especulación al cálculo, de la experiencia a los datos, esta revolución silenciosa está redefiniendo lo que significa 'fabricación confiable'.
Creando la perfección en el mundo virtual y luego reproduciéndola en la realidad: el sistema de gemelo digital Golden Eagle hace de cada producción la solución óptima.
