ALTAIR

SIMULACIÓN Y CIENCIA DE DATOS EN LA MANUFACTURA

La convergencia de tecnologías, como la simulación y ciencia de datos, soportadas en equipos de cómputo robustos, permiten diversas oportunidades de adecuación en el diseño de productos más ligeros y óptimos, así como en formas de producción más económicas y rápidas

Víctor Vázquez

Aplicar soluciones de simulación y ciencia de datos en procesos de manufactura, que se soporten en equipo de cómputo robusto, ayuda a las empresas a mejorar el rendimiento de las máquinas o anticipar fallas y anomalías en el piso de producción. Ricardo Garza, director comercial en Altair

“[Permite], por ejemplo, detectar materiales defectuosos; anomalías o posibles fallas que van a ocurrir en un tiempo futuro; calcular tiempos óptimos de mantenimiento para eliminar paros programados, que a lo mejor son innecesarios en algunos casos; y predecir la calidad de nuestro producto, qué tan propenso sería a alguna falla o a alguna reclamación de garantía”, detalló Ricardo Garza, director comercial en Altair.

Dicha empresa, que ofrece este tipo de soluciones en México, tiene 35 años de experiencia en el desarrollo de tecnología de software a nivel global, y cuenta con una base de más de 11,000 clientes en 25 países, los cuales se apoyan en un protocolo de productos de más de 150 herramientas.

“Estas herramientas las tenemos distribuidas en diferentes familias: herramientas para diseño, modelado y visualización, simulación, análisis de datos, internet de las cosas, cómputo de alto rendimiento y Altair Partner Alliance (APA)”. Esta última,

conglomera herramientas de software de una variedad de socios de esta empresa, que funcionan con el licenciamiento de Altair, añadió Mario Pulido, gerente de cuentas de la compañía.

SOLUCIONES

Los servicios de Altair se derivan de la tecnología y los datos que procesos y componentes en las industrias generan, los cuales permiten soluciones variadas que acortan los tiempos de desarrollo de productos, incluidas las pruebas de funcionamiento y de materiales con los que se pueden fabricar, así como de los procesos de manufactura que se requerirán para su desarrollo.

“Se trata de conectar los puntos”, expresa la compañía en su sitio web, para explicar la forma en que operan sus soluciones. “Cuanto más datos conectes, más claro tendrás lo que es

mejor para tu empresa. Hacemos posible que las empresas generen conocimientos a partir de diferentes puntos de datos y datos dispares”.

Innovaciones como machine learning y gemelos digitales, son parte de las innovaciones que Altair desarrolla.

“El aprendizaje automático es eficiente y fácil de usar, tanto para analistas comerciales como para científicos de datos, y permite a usuarios de todos los niveles modelar el proceso de ciencia de datos sin necesidad de codificar. Al fin y al cabo, la ciencia de datos y el machine learning no tienen que ser complejos para ser eficaces”, añaden.

La aplicación de estas soluciones es factible para empresas de diversos sectores, ya que, consideró Mario Pulido, diferentes tecnologías y la integración de diversas disciplinas se están adoptando de una forma muy rápida en las empresas.

“Cada vez hay más de estos componentes [electrónicos o mecánicos] en los nuevos productos. Esto le da un valor adicional al producto; esa conectividad, esa capacidad electrónica de controlar cualquier cosa con un dispositivo, como el teléfono, está dando ese valor”, expresó el gerente. Por ello, alternativas como los gemelos digitales (réplicas virtuales de un producto al que se le incorporan datos en tiempo real) son auxiliares óptimos para la toma de decisiones en diseño, rediseño y operación.

DESARROLLO DE PRODUCTOS, CASOS DE ÉXITO

Una de las demandas más reiteradas de los clientes de Altair es la optimización. Diseños y materiales que les permitan ahorros, tanto operativos como en los productos finales, son la constante, refirieron los representantes de la compañía.

Ejemplos de optimización simple, en los que se involucra solo una disciplina, son los que han hecho recientemente para compañías del sector aeroespacial, como Airbus.

Mario Pulido, gerente de cuentas de la compañía

La compañía global cuenta con una base de más de 11,000 clientes en 25 países

Altair cuenta con 35 años de experiencia en el desarrollo de tecnología de software, que se apoya en un protocolo de productos de más de 150 herramientas

A partir del Proceso C123 de Altair, se pueden alcanzar grandes ahorros de material por medio de optimizaciones estructurales en etapas tempranas de diseño, que se aplican al diseño a detalle sin afectar la arquitectura global de alguna pieza o producto.

“Es un proceso evolutivo de análisis y optimización, donde partimos de un modelo general y hacemos una primera optimización topológica para disminuir el peso global de la estructura. Basados en esa optimización generamos un modelo simplificado de baja fidelidad para hacer análisis y después de ese modelo pasamos a un modelo de alta fidelidad para poder refinar nuestro análisis. Ese es un proceso con un modelo de trabajo simple, que va guiando al usuario de forma muy sencilla, pero basándose en optimización topológica”, refirió Pulido.

Otro ejemplo que ofrecieron fue lo que trabajaron para Rolls-Royce. Con la compañía británica de autos de lujo, en su división aeroespacial, desarrollaron una optimización multidisciplinaria.

“Hay un desafío con Rolls-Royce de eficiencia de combustible, donde a través de un desarrollo, basado en simulación, se hace reducción de peso. Aquí se tienen que estudiar diferentes físicas, no solamente hay una estructura dentro de este tipo de componentes complejos. Obviamente hay retos en el flujo de aire, retos en cuestiones térmicas, en rotodinámica por el dispositivo per se”. Rolls-Royce, al asociarse con Altair para esta optimización multidisciplinaria, logró mayor relación peso-potencia, “lo cual les da una ventaja competitiva en su producto, tener un producto más eficiente”, refirió Mario Pulido.

ETAPAS DE DESARROLLO DE PRODUCTOS CON MATERIALES COMPUESTOS

• Certificación del diseño • Optimización del diseño de compuestos • Manufactura integrada y simulación estructural • Desarrollo avanzado de modelos de materiales

Fuente: Altair

“La idea era considerar diferentes físicas en un análisis para entender de mejor forma sus influencias en el ensamble completo. Tomando el ejemplo de una bomba de combustible, la cual trabaja con diferentes rangos de operación”, agregó el experto.

Estudios electromagnéticos para estimar la potencia del dispositivo, así como estudios acústicos para evaluar el comportamiento de la bomba en diferentes rangos de operación, fueron parte de las simulaciones que se experimentaron en este caso.

“Se obtienen datos importantes de cuál es el comportamiento electromagnético y estructural, y después de eso, podemos hacer la optimización multifísica, dónde voy a tomar en cuenta estos elementos para mejorar el desempeño en ambas disciplinas”. A partir de estos resultados, Rolls-Royce desarrolló un nuevo diseño de sus piezas para tener una mayor eficiencia de combustible.

“Básicamente nosotros contamos primero con una herramienta para hacer diseño, simulación del desempeño y simulación de manufactura, donde se valida que el modelo que están diseñando es manufacturable, que va funcionar de una manera adecuada en el proceso de fabricación, que no va a tener defectos y que puede incluso ofrecer optimización del proceso de manufactura para reducir tiempos y costos al momento del desarrollo”, añadió Ricardo Garza.

Los tipos de simulaciones de manufactura que ofrecen abarcan: fundiciones, estampado, inyección, extrusión (metal y polímeros), manufactura aditiva y espumado de poliuretano, explicó el directivo. Asimismo, para el diseño y modelación de materiales compuestos, Altair tiene un esquema piramidal de adopción y desarrollo de sus soluciones, en cuya base se encuentra el Desarrollo avanzado de modelos de materiales, seguido de la Manufactura integrada y simulación estructural, y la Optimización del diseño de compuestos. En la punta yace la Certificación del diseño, que industrias como la aeroespacial requiere. En este sentido, la compañía asegura que ofrece software validado a las OEM, con quienes trabaja.

DISEÑO IMPULSADO POR SIMULACIÓN

• Fundición • Estampado • Inyección • Extrusión (metales y polímeros) • Espumado de poliuretano

Fuente: Altair Innovaciones como machine learning y gemelos digitales, son parte de las innovaciones que la empresa desarrolla