Gemelos digitales para que las instalaciones de fabricación optimicen sus operaciones
Realizar una rehabilitación o ampliación de una instalación existente puede ser difícil. Cuando las compañías amplían sus líneas de productos, reordenan periódicamente las líneas de ensamblaje y readaptan los espacios para optimizar las operaciones de fabricación. Contar con un gemelo digital de estas instalaciones acelera el proceso de planificación para el cambio de las plantas de manufactura, incrementa las normas de seguridad para la producción y los trabajadores, y mejora la productividad del personal.
Varias firmas en Europa y EE. UU. utilizan grandes edificios de posguerra construidos en las décadas de los años 50 y 60 como instalaciones de fabricación. Muchas de estas propiedades tienen una estructura obsoleta y deben actualizarse para cumplir con los códigos de construcción y las regulaciones de fabricación más recientes. Las condiciones de espacio limitado en esas antiguas instalaciones de fabricación dificultan la actualización y renovación del edificio para garantizar unas condiciones de producción y trabajo seguras y minimizar el tiempo de inactividad.
Las instalaciones de fabricación históricas similares sin registros actualizados pertenecen a Jaguar Land Rover Automotive PLC (JLR), una empresa multinacional de automoción con sede en Whitley, Coventry, Reino Unido. La actividad principal de JLR es el diseño, desarrollo, fabricación y venta de vehículos que llevan las emblemáticas marcas de automóviles Jaguar y Land Rover.
JLR a menudo tiene que volver a desarrollar sus propiedades cuando se incorporan nuevas líneas de productos. El equipo de fabricación e ingeniería es responsable de desarrollar nuevos equipos de fabricación para sus líneas de producción. Esto también puede afectar a sus líneas de montaje e infraestructura de construcción existentes y requiere rediseños, renovaciones y cambios en las instalaciones de fabricación. JLR necesitaba un gemelo digital actualizado de las líneas de construcción y producción existentes para planificar y rediseñar todos los cambios de forma eficiente.
Gemelos digitales para la gestión y renovación de instalaciones
Disponer de un gemelo digital preciso de las condiciones existentes permite al equipo de ingeniería y gestión de instalaciones planificar sus renovaciones virtualmente y valorar los cambios antes de ejecutarlos. Al adoptar las tecnologías adecuadas, los equipos de gestión de instalaciones descubren ineficiencias ocultas, recuperan costes, aportan un nuevo valor a los edificios y garantizan la optimización total de las propiedades.
Históricamente, JLR tenía conflictos cuando se llevaban a cabo las renovaciones; buscaban una solución para ayudarles a comprender los edificios existentes en el Reino Unido y Eslovaquia para detectar los conflictos. Este proceso ayudaría al equipo a detectar, inspeccionar e informar de las perturbaciones en el modelo del proyecto de construcción.
Con el impulso de hacer más trabajo internamente, depender menos de proveedores externos y facilitar los procesos de la empresa, JLR invirtió en el escáner láser Leica RTC360, una solución de captura de la realidad que permite a los usuarios capturar y documentar sus entornos en 3D, y el software de procesamiento de nubes de puntos Leica Cyclone.
«A menudo utilizábamos empresas topográficas para llevar a cabo nuestras mediciones internas, pero descubrimos que los datos de las mediciones no se compartían entre los vendedores; al escanear las propiedades y procesar los datos nosotros mismos, podemos compartir la información entre un equipo de proyecto más amplio para que todos pudiéramos beneficiarnos de ello», explica Alistair Innes, gerente de información en JLR.
Conectar el mundo físico y digital para obtener el control de sus instalaciones
El RTC360 les permitió capturar el mundo físico y crear una nube de puntos 3D digital de sus instalaciones. Este gemelo digital en 3D ayudó al equipo en el análisis y la modificación de los diferentes elementos de la instalación existente directamente en el modelo.
JLR utilizó la nube de puntos RTC360 para diferentes aplicaciones:
1. Para crear modelos digitales (gemelo digital) de lugares físicos.
Matt Thompson, director de ingeniería de fabricación virtual en JLR, y su equipo escanearon una sala de ensamblaje de 9000 metros cuadrados para crear un gemelo digital para la alineación de lo virtual a lo físico. El gemelo digital es el valor extraído, la conexión entre el mundo físico y el mundo virtual que conduce a la transformación digital a través de un software inteligente que trabaja en los datos de una captura de la realidad, es decir, «el producto físico, el producto virtual y la conexión entre ambos».
JLR utilizó el gemelo digital para detectar conflictos y para comprobar rápidamente lo que hay físicamente en la instalación al estudiar el diseño de elementos en el espacio digital. El gemelo digital se utilizó durante la etapa de prediseño para analizar el emplazamiento, revisar las estructuras existentes, analizar los costes de construcción y evaluar el presupuesto de ingeniería.
«El uso del Leica RTC360 nos ha permitido enlazar nuestros mundos físico y digital como nunca antes. El equipo tiene ahora la capacidad de incorporar rápidamente la geometría física a nuestra fase de diseño, lo que garantiza que minimicemos cualquier conflicto en la fase de instalación mucho antes de que hayamos comenzado la construcción de los componentes», añade Matt Thompson, director de ingeniería de fabricación virtual en JLR.
2. Verificación
Los errores y el reprocesamiento pueden consumir el presupuesto de construcción. Con un planteamiento proactivo, Alistair Innes, director de información de JLR, compararía los datos de escaneo de nubes de puntos de alta calidad conforme a la obra del RTC360 con el modelo para determinar si satisface sus necesidades. El proceso garantizaría una instalación del equipo en la ubicación correcta y de acuerdo con el modelo CAD 3D. Leica CloudWorx permitió a JLR trabajar de forma eficiente con la nube de puntos directamente en Navisworks.
3. Crear modelos CAD para alineaciones físicas
Cuando JLR tuvo que instalar un sistema de ensayo de cámara climática, tardó dos horas de escaneo, una hora de registro y cuatro horas de procesamiento posterior para crear los modelos CAD a partir de la nube de puntos. La nube de puntos representa los entornos reales y permite un proceso de modelado CAD 3D preciso.
«Con el RTC360, podemos escanear rápidamente los espacios de forma interna, crear modelos CAD en unas pocas horas y ofrecer a las partes interesadas la entrega necesaria para diseñar, modificar e instalar el equipo en las instalaciones», explica Thompson. «En lugar de depender de proveedores externos, podemos identificar la necesidad y activar un equipo para proporcionar los datos de medición en un día».
Inversión en herramientas de toma de decisiones
Leica Geosystems organizó una formación de dos días para JLR en Milton Keynes, Reino Unido, para descubrir todo el potencial del RTC360 y proporcionar soporte posventa durante la adquisición y el procesamiento de los datos.
«Como ingeniero responsable de la implementación de la capacidad de captura de la realidad en las operaciones de ingeniería de fabricación de JLR, puedo decir que estamos encantados con el servicio y soporte que Leica Geosystems nos ha brindado. Nos apoyaron en cada etapa, desde la selección del equipo hasta el uso del equipo en el sitio de referencia. La capacidad de capturar nuestras instalaciones de fabricación internamente ha supuesto un cambio radical y ya está ofreciendo ahorros de costes y eficiencia operativa; lo único que lamentamos es no haberlo hecho antes», afirma Alistair Innes, director de información de JLR.