Adaptar las empresas a los cambios en ingeniería

Los sensores miden el cambio y los datos que producen implican realizar cambios en la forma en que trabajan las empresas de ingeniería, para tratar con factores como el Big Data y la realidad virtual.

A medida que proliferan los sensores, aquello que miden puede ayudar a las empresas de ingeniería a controlar mejor la maquinaria, los procesos u otros sistemas complejos con el objetivo de mejorarlos. Pero lidiar con la gran cantidad de datos producidos por los sensores requiere nuevas formas de trabajo y niveles crecientes de potencia de computación.

Big Data

Observar la evolución de las turbinas eólicas y la gestión de la fabricación de alta tecnología muestra cómo el Big Data está cambiando radicalmente la ingeniería. Como explica Alastair Dorsett, ingeniero de visualización que trabaja en el sector aeroespacial: "Esto muestra la dirección en la que va todo. Fábrica inteligente, industria 4.0 o Internet de las cosas industrial: es hacia donde nos dirigimos todos", y las aplicaciones complejas requieren una IT adecuada.

El desarrollo de turbinas eólicas es un ejemplo de cómo los sensores han transformado un sector. Tanto es así que el Reino Unido registró su primera semana sin energía de carbón desde 1882 en mayo de 2019, gracias en gran parte a que la energía eólica ha desplazado a la generación de carbón.

El cambio radical en la producción de energía eólica vino gracias al aprovechamiento de los mares del Norte e Irlanda al colocar enormes turbinas lejos de la costa. Según Mark Whitby, fundador de los consultores Whitby Wood, “cuando se instalaron las turbinas eólicas en alta mar, los ingenieros basaron el diseño de cimentación en los principios de ingeniería de los campos petroleros del mar del Norte. Como resultado, la primera generación de turbinas fue sobredimensionada y costosa ”.

Sensores y asequibilidad

Los líderes visionarios han sido pioneros en el uso de sensores, y estos han ayudado a hacer que la energía eólica marina sea asequible, logrando ese equilibrio entre la sobreingeniería costosa y la subingeniería potencialmente insegura. Los datos de los sensores refinaron los diseños en alta mar para "optimizar la estructura y ayudar a ofrecer ahorros significativos que ahora hacen de la energía eólica marina la fuente más emocionante de energía baja en carbono del mundo", afirma.

Los sensores ahora se utilizan en toda la turbina para administrar no solo un funcionamiento eficiente, sino también para sincronizar y proteger granjas enteras.

Gary Bills, director del programa de energía eólica en Mott McDonald, dice: “Big Data es la palabra de moda más grande en energía eólica. Eso y protección cibernética. Hay grandes flujos de datos entrando y saliendo, no solo de cada turbina individual, sino también de los parques eólicos ”, declara.

La gestión eficiente tiene sentido pragmático para las empresas en alta mar, especialmente cuando se considera si algo tan simple como el clima podría interrumpir una inspección. Bills dice que en tierra, una grúa podría costar 20 000 £ al día; caro, pero no exorbitante. En alta mar, los retrasos pueden ser extremadamente costosos, ya que los buques cuestan 140 000 £ al día.

Comando y control

Los centros que controlan las turbinas y las granjas de forma remota son como centros de datos combinados o plantas comerciales, que procesan grandes cantidades de datos de sensores para crear modelos predictivos para el mantenimiento y la producción de energía. Dichas demandas de potencia informática son ideales para la gama de estaciones de trabajo HP Z.

Gracias a los líderes que persiguen este enfoque de Big Data, los cronogramas de mantenimiento se han extendido de cada 3 o 4 meses a cada año, ahorrando enormes sumas a los operadores. Los operadores ahora tienen información continua sobre factores como la temperatura del aceite, la temperatura de los cojinetes y el rendimiento de la curva de potencia. "No hay necesidad de interferir hasta una emergencia", dice Bills. "Todavía tiene que haber inspecciones visuales internas todos los años, observando particularmente el desgaste de las cuchillas, el espesor de las pastillas de freno o el control de las baterías", dice.

Las inspecciones externas se llevan a cabo cada 3 a 5 años en alta mar, pero cada vez con más frecuencia mediante drones, que también limpian las cuchillas utilizando un tipo de sistema portátil de lavado de coches. Las cuchillas suelen tener 100 m de altura y anteriormente una persona habría tenido que examinar las cuchillas con una cuerda. Ahora ya no es necesario ", dice. "La AI (inteligencia artificial) será lo próximo. Vestas, el mayor productor mundial de turbinas, hace dos años invirtió en una supercomputadora para construir un mapa eólico mundial ", dice.

Gran parte de esta nueva tecnología se incluye en una de las dos áreas de negocio: seguridad y eficiencia mejorada. Los co-bots de AI (robots colaborativos) ayudan a hacer ambas cosas, particularmente con la fabricación compleja, reduciendo el coste de producción y previniendo accidentes.

Ingeniería de visualización

Los equipos de IT en sectores de ingeniería como la fabricación de alta tecnología, las carreras y el sector aeroespacial han adoptado tecnologías innovadoras aún más nuevas. Dorsett utiliza técnicas de realidad virtual para solucionar problemas aeroespaciales. Los sensores "ayudan a planificar el mantenimiento de rutina midiendo constantemente el estado de las máquinas. Esto también ayuda a los ingenieros a identificar tendencias y planificar el mantenimiento antes de que una pieza falle ”, explica.

Dorsett dice que gran parte de su trabajo consiste en visualizar elementos físicos para resolver problemas. “Escaneamos áreas antes de construir, y las comparamos con el diseño para identificar y resolver conflictos desde el principio. Escaneo durante la compilación para garantizar que las desviaciones del diseño se aborden desde el principio y escaneo después de la compilación para registrar el estado de la compilación". Este proceso requiere que IT brinde la capacidad de procesar y almacenar grandes volúmenes de datos para desarrollar un "gemelo" digital creíble.

Estos son entornos de alta precisión, tanto que es posible que las piezas se impriman con precisión pero aún no encajen. “Con la fabricación aditiva, a veces las construcciones pueden fallar y las piezas pueden deformarse cuando se retiran de las máquinas. Los sensores pueden ayudarte a comprender por qué. Los factores ambientales como la temperatura, el oxígeno y la vibración pueden afectar las construcciones y medirlos puede ayudar a los ingenieros a identificar patrones y evitar que se repitan los problemas ”, dice.

Seguridad y eficiencia

ran parte de esta nueva tecnología se incluye en una de las dos áreas de negocio: seguridad y eficiencia mejorada. Los co-bots de AI (robots colaborativos) ayudan a hacer ambas cosas, particularmente con la fabricación compleja, reduciendo el coste de producción y previniendo accidentes.

Dorsett cree que el futuro está a poca distancia ahora que las empresas de software están estrechando la brecha entre el mundo real y el virtual. "El software CAD (diseño asistido por ordenador) se alimenta en el software PLM (Product Lifecycle Management) para cerrar esta brecha", afirma.

Solo falta un pequeño salto para que las empresas aprovechen de forma sistemática los datos de los sensores provenientes de máquinas complejas y unan los mundos virtual y digital. Es responsabilidad de los líderes de IT darles a sus ingenieros las estaciones de trabajo y las herramientas que necesitan para abrir un camino para el resto de la industria.

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