Cuatro tendencias tecnológicas innovadoras que hacen avanzar a la ingeniería

A medida que la ingeniería evoluciona, también lo hace la tecnología que la impulsa. Entonces, ¿cuáles son las cuatro tendencias tecnológicas más importantes que hacen avanzar la ingeniería y qué necesitas saber sobre ellas?

Te damos la bienvenida al futuro de la ingeniería

La revolución digital en la productividad de los trabajadores está en marcha. La confluencia de tecnologías transformadoras como el aprendizaje automático (ML), la realidad virtual (VR), el Internet de las cosas (IoT) y la impresión 3D y 4D inaugura una nueva era de trabajo informatizado.

Para las empresas del sector de la ingeniería y otras industrias básicas, esto supone una gran oportunidad para conseguir una mayor eficacia y conectividad en los flujos de trabajo de diseño e ingeniería.

Aprendizaje automático: innovación en los flujos de trabajo de la ingeniería

El creciente interés por el potencial de las tecnologías de la inteligencia artificial para optimizar los flujos de trabajo e impulsar la eficiencia se ve respaldado por los recientes avances en los sistemas de ML. El desarrollo de redes neurales que pueden aprender, predecir y resolver problemas ha abierto un mundo de oportunidades.

La IA ofrece ventajas específicas a las empresas de ingeniería. Los avances en el ML y el aprendizaje profundo (DL) dan a los ingenieros la oportunidad de acortar los tiempos de diseño, a la vez que aumentan su rendimiento, productividad, eficiencia, precisión y calidad.

Gartner predice una amplia adopción del ML y el DL en los próximos dos a cinco años. «Las tecnologías de IA serán la categoría más disruptiva en la próxima década», asegura Mike Walker, director de investigación de Gartner.

Gregory Piatetsky-Shapiro, científico de datos y editor de kdnuggets.com, añade: «La IA, el Big Data y el aprendizaje automático tendrán un impacto creciente y posiblemente enorme en todo el trabajo de ingeniería. Inicialmente [esto ocurrirá] con herramientas de ayuda y asistencia, y posteriormente con sistemas inteligentes que reemplazarán a las personas».

El uso del ML por parte de los ingenieros de la construcción y la arquitectura, en particular, tiene el potencial de aumentar enormemente la productividad en el entorno de construcción, desde la investigación inicial del emplazamiento y el proceso de diseño, hasta la construcción y el mantenimiento de los edificios.

Los ingenieros civiles y de construcción tienen que hacer un considerable trabajo inicial con grandes cantidades de datos para analizar los emplazamientos de las obras. La IA puede acelerar gran parte de este proceso, al aprovechar el Big Data existente y los nuevos datos conectados de los dispositivos de IoT para combinar la información existente de los sistemas de modelado de información de construcción (BIM) con los datos de evaluación del emplazamiento en tiempo real.

VR: diseñar nuevas realidades

La VR está ayudando a los ingenieros a explicar mejor los conceptos de diseño. En lugar de mostrar imágenes generadas por ordenador de los desarrollos planificados, los equipos ahora pueden ofrecer a sus clientes la posibilidad de experimentar cómo será un edificio o una máquina. «La RA/VR cambia el rol de los ingenieros para dar más peso al diseño de la experiencia», explica el futurólogo Nikolas Badminton.

Además, los desarrollos de software están facilitando el proceso de visualización de los diseños CAD 3D en VR. Un ejemplo es el motor de juego Stingray de la empresa de software Autodesk. Se trata de un software de renderizado en tiempo real que ayuda a las empresas de ingeniería a crear experiencias de VR en las que se pueden realizar cambios durante la fase de diseño3.

Algunas empresas ya trabajan de esta manera. La firma de ingeniería y arquitectura Arup utiliza la tecnología de VR y los motores de juego en muchos de sus proyectos, así como la VR en su espacio portátil m|Lab para ofrecer atractivas experiencias de inmersión en el entorno de la construcción4. La empresa afirma que la VR permite tomar decisiones informadas desde las primeras fases de diseño de un proyecto.

El banco de inversión Goldman Sachs señala que la VR y la RA tienen el potencial de «alterar» los enfoques existentes del CAD5. Estima que un millón de ingenieros utilizarán la tecnología virtual en 2020 y hasta 3,2 millones en 2025. También predice que las empresas de ingeniería gastarán cerca de 4700 millones de dólares al año en software de VR especializado en 2025.

Sin embargo, para aprovechar al máximo los enormes beneficios de productividad de la VR en los procesos de diseño e ingeniería, será necesario combinarla con otras tecnologías emergentes como la impresión 3D, el IoT y la IA, según aconsejan los expertos.

IoT: creación de equipos de trabajo conectados

Está emergiendo un nuevo futuro para el diseño y la producción, en el que cualquier objeto o producto fabricado podrá integrar sensores de IoT que recojan datos de rendimiento en tiempo real. Conectados a una red de otros sensores, los objetos generarán ingentes cantidades de datos que se analizarán para obtener conocimientos profundos que permitan aumentar la eficiencia. Para los ingenieros y diseñadores, esto significa poder tomar mejores decisiones de diseño con mayor rapidez.

Los datos de telemetría ofrecen beneficios específicos en relación con la gestión de las instalaciones y los objetos, optimizando el uso y prediciendo futuros fallos.

Los ingenieros pueden utilizar los datos de los sensores de IoT para informar de las iteraciones en el proceso de diseño. Y los profesionales pueden usar esta información para trabajar de forma más productiva, así como iterar más rápido y de nuevas maneras. Por ejemplo, saber que un producto está a punto de fallar proporciona a los profesionales un nuevo nivel de previsibilidad que les permite crear productos y servicios mejorados y más duraderos.

La instalación de sensores de IoT para aprovechar los datos conectados es cada vez más frecuente en el sector de la ingeniería. Un ejemplo es el nuevo puente Queensferry Crossing en Escocia, que utiliza una avanzada supervisión de estado7. Una alianza comercial entre las firmas de ingeniería y arquitectura Jacobs y Arup instaló dos mil sensores en el puente para recoger datos en tiempo real. La información permite a los operadores analizar las tendencias y realizar un mantenimiento preventivo. Esto tiene implicaciones obvias tanto para la reducción de los costes de mantenimiento, mediante la racionalización del proceso de reparaciones, como para la disminución del riesgo de accidentes.

Impresión 3D: cambio de materiales para los profesionales de la ingeniería

Según IDC, los mayores mercados de impresión 3D son actualmente la impresión rápida de prototipos para el diseño de automóviles (3900 millones de dólares), y la impresión de piezas para la industria aeroespacial y de defensa (2400 millones de dólares)9.

No obstante, la combinación de los avances tecnológicos con los conocimientos de ingeniería permite que cada vez más empresas utilicen la impresión 3D y la robótica para producir piezas destinadas a ser usadas en los productos finales. Y se espera que esta tendencia aumente a medida que se desarrollen las capacidades de impresión.

Los recientes avances en la tecnología de impresión, como la tecnología HP Multi Jet Fusion, están actuando como catalizador de esta transición, al aumentar la velocidad a la que las impresoras pueden producir piezas funcionales, a la vez que reducen el coste de producción.

Ford Motor Company señala que algún día se podrán imprimir millones de piezas de coches tan rápido como si fueran periódicos10. Los ingenieros de la empresa ya están utilizando la tecnología 3D para imprimir piezas de motores y frenos de vehículos. Asegura que se requieren cuatro meses y 500 000 dólares para que un ingeniero cree un modelo informático y un prototipo físico de un colector de admisión. Mediante la impresión 3D, la pieza puede estar lista en cuatro días, con múltiples iteraciones, por un coste de 3000 dólares.

La empresa holandesa MX3D anunció recientemente sus planes para construir el primer puente impreso en 3D del mundo en un canal de Ámsterdam11. Los ingenieros de la compañía planean usar impresoras con brazos robóticos que irán fabricando la estructura de soporte del puente a medida que se desplazan. MX3D espera que la construcción del puente sea un primer paso para que esta técnica pueda utilizarse habitualmente en las obras civiles, especialmente para realizar tareas peligrosas en estructuras altas.

Los ingenieros de diseño están comenzando a descubrir la mayor productividad que pueden ofrecer tecnologías de transformación como la IA, la VR y la impresión 3D y 4D. Para obtener más información sobre otras innovaciones que ayudan a los ingenieros a lograr sus objetivos, como las réplicas virtuales, sensores y Big Data, Haz clic aquí.

Notas

1 - https://www.forrester.com/Virtual+Reality+Will+Reach+52M+Units+In+The+US+By+2020/-/E-PRE9205
2 - https://www.forrester.com/Virtual+Reality+Will+Reach+52M+Units+In+The+US+By+2020/-/E-PRE9205
3 - http://www.aecmag.com/59-features/1166-virtual-reality-for-architecture-a-beginner-s-guide
4 - https://www.arup.com/projects/m-lab
5 - http://www.goldmansachs.com/our-thinking/pages/technology-driving-innovation-folder/virtual-and-augmented-reality/report.pdf
6 - http://www.gartner.com/imagesrv/books/iot/iotEbook_digital.pdf
7 - https://www.arup.com/projects/queensferry-crossing-digital
8 - https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS42880417
9 - https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS42880417
10 - https://media.ford.com/content/fordmedia/fna/us/en/news/2013/12/12/ford_s-3D-printed-auto-parts-save-millions--boost-quality.htm
11 - https://www.theguardian.com/technology/2015/jun/17/dutch-startup-plans-first-3D-printed-steel-bridge-to-span-amsterdam-canal