Hacia un mayor realismo inteligente en las herramientas de simulación

En un escenario de imparable implementación de tecnologías en constante renovación, la simulación de procesos en automoción, un estándar en el diseño, desarrollo y fabricación de vehículos y componentes no puede perder el paso como vector de competitividad. Tres reconocidos especialistas ofrecen su visión a AutoRevista.

Los avances más destacados en la actividad de AutoForm, referente en soluciones de software para el conformado de chapa metálica y el proceso de ensamblaje de carrocerías se centran en la mejora continua de la precisión y realismo de las simulaciones. “La integración de tecnologías como la simulación del ensamblado o la predicción de la repetitividad de los procesos teniendo en cuenta factores de la producción ya en una fase temprana de ingeniería, permite una modelización más precisa del comportamiento de los procesos en situaciones diversas. Además, la optimización de algoritmos y la capacidad de procesamiento mejorada están acortando la brecha entre la realidad virtual y la física, permitiendo simulaciones cada vez más fieles a condiciones reales”, Mª Pilar, Carruesco, Country Manager de AutoForm Engineering Spain.

Aparecen nuevos retos como. por ejemplo, la simulación de nuevos conjuntos, como son la caja de baterías, conjuntos que deben ser ligeros a la vez que resistentes. También el aumento del uso del aluminio, que implica cambios comparado con el acero (Mª Pilar Carruesco, AutoForm)

Carruesco destaca que “la transición de vehículos con motor de combustión a modelos eléctricos y electrificados está influyendo significativamente nuestra actividad. Aparecen nuevos retos como. por ejemplo, la simulación de nuevos conjuntos, como son la caja de baterías, conjuntos que deben ser ligeros a la vez que resistentes. También el aumento del uso del aluminio, que implica cambios en su proceso de fabricación comparado con el acero. Y todo esto ligado a la estrategia común de los fabricantes de acortar los tiempos de lanzamiento de un nuevo modelo con un precio competitivo en el mercado”.

AutoForm está colaborando estrechamente con OEMs, Tiers, centros tecnológicos y universidades para impulsar desarrollos más innovadores y eficientes en software de simulación. Estas asociaciones nos permiten acceder a conocimientos especializados y recursos adicionales, así como participar en proyectos de investigación conjuntos para abordar desafíos emergentes en la industria automotriz”. La Country Manager enfatiza que “el software de simulación juega un papel crucial en la mejora de la sostenibilidad en la automoción. Permite la optimización de diseños y procesos, lo que se traduce en la reducción de emisiones, el uso eficiente de materiales y la mejora en la eficiencia de combustible. Además, contribuye a la validación de tecnologías y estrategias que respaldan la transición hacia una movilidad más limpia y sostenible.

Actualmente, AutoForm está trabajando en proyectos que incluyen la simulación avanzada de cajas de baterías y el ensamblado de carrocerías. “Adicionalmente, es importante destacar que la colaboración y el intercambio de conocimientos son fundamentales para abordar los desafíos cambiantes de la industria automotriz, y estamos comprometidos a seguir contribuyendo al avance de la simulación en este contexto dinámico”, concluye Mª Pilar Carruesco.

Sincronizar la cadena de suministro

Elena Madera, Head of Manufacturing and Automotive de T-Systems Iberia, considera que “Soluciones como el gemelo digital, combinadas con IA y otras tecnologías, posibilitan generar una cadena de producción más eficiente y sostenible, reducir o detectar cuellos de botella y adelantarse a falta de componentes, entre otros beneficios para la industria. En T-Systems contribuimos al impulso de toda la cadena de valor de movilidad; por un lado, de la movilidad como servicio, con plataformas dotadas de módulos de software estandarizados, o soluciones que facilitan las actualizaciones OTA (Over the Air), con el fin de que los vehículos ya no necesitan ir al taller para realizarlas”. 

“Por otro lado, hemos diseñado plataformas como GIMM, una solución MES creada para sincronizar la cadena de suministro ofreciendo una respuesta específica para Just in Time, Just in Sequence, Trazabilidad , Control de Producción y Gestión de almacenes, integradas con Machine Learning e Inteligencia Artificial, para garantizar una producción industrial más ágil, flexible y rentable, gracias a la detección temprana y predicción de posibles fallos en el proceso de producción; y soluciones como Digital Supply Chain de J-EDI Digital Solutions, que aseguran la trazabilidad de la cadena de suministro gracias a algoritmos basados en IA, permitiendo la optimización de transportes. Estas soluciones están implementadas y son una realidad de éxito hoy en día en distintos fabricantes y proveedores de automoción”.

En cuanto a la irrupción del vehículo eléctrico, en paralelo con las tecnologías de conectividad, conducción autónoma e infoentretenimiento, Elena Madera sostiene que “los fabricantes de vehículos buscan nuevas formas de gestionar el software de manera más eficiente, desarrollar funciones innovadoras con mayor celeridad, garantizar su escalabilidad y reducir los costes mediante procesos de desarrollo más eficientes. Desde nuestra experiencia en el desarrollo de tecnología, contamos con soluciones para la seguridad y la integración de software relacionado con los equipos de control, los sistemas ADAS, o la integración y la comprobación de E/E para OEMs. Garantizamos que la eficiencia de los procesos de diseño y creación de los nuevos vehículos gracias a la digitalización de los procesos de fábrica”.

Los fabricantes de vehículos buscan nuevas formas de gestionar el software de manera más eficiente, desarrollar funciones innovadoras con mayor celeridad, garantizar su escalabilidad y reducir costes mediante procesos de desarrollo más eficientes (Elena Madera, T-Systems)

Junto a otras siete compañías referentes del sector de automoción como BMW, Mercedes-Benz y Volkswagen, T-Systems ha contribuido a conformar Cofinity-X, “una entidad que promueve el intercambio eficiente y seguro de datos entre los actores de la industria del automóvil en Europa, con el impulso del proyecto Catena X y Gaia X. Esta iniciativa busca aumentar la eficiencia de la cadena de suministro con la garantía de la soberanía total de los datos en un entorno abierto, confiable, colaborativo y seguro para las partes que comparten la información. También en la economía del dato, campo en el que  estamos investigando a fondo desde la Cátedra en Data Engineering, creada junto con Google y la Universidad de Granada, y con la participación de la Fundación IA de Granada”.

Respecto a la sostenibilidad, la representante de T-Systems manifiesta que “ las soluciones de Digital Twin nos ofrecen representaciones virtuales e individuales de un vehículo y su comportamiento para facilitar los servicios; pero también consigue aumentar la eficiencia en operaciones de producción, mejorar la gestión, las operaciones logísticas y de transporte, lo que ayuda a reducir el gasto energético, y la consecuente mejora para el medio ambiente. Además, soluciones como Road Test Predictor, basado en un algoritmo de Inteligencia Artificial, ayudan a reducir tiempo, costes y emisiones de CO2 en las pruebas de vehículos en carretera, manteniendo el mismo nivel de calidad".

Elena Madera subraya que “desde T-Systems estamos orgullosos de nuestro apoyo a clientes internacionales para impulsar la innovación de la industria de la automoción. Este mismo año, hemos renovado nuestra alianza con Volkswagen Autoeuropa, para el impulso del cloud en la planta de producción ubicada en la localidad portuguesa de Palmela, garantizando la interoperabilidad de las aplicaciones locales para mejorar la gestión de la producción. Actualmente es una de las 100 plantas de producción de todo el mundo que operan con la suite GIMM de T-Systems para el control de la producción y logística. Integrada con tecnologías de Machine Learning e Inteligencia Artificial, GIMM facilita la digitalización de las empresas industriales a través de sus tres módulos principales: LINCS: Controla y asegura la correcta sincronización Just in Time y Just in Sequence entre los fabricantes de la industria automotriz, proveedores de componentes y operadores logísticos; PROCS (MES): que lleva cabo la trazabilidad y la conformidad de la producción, asistiendo los operadores de línea en la validación de cada paso del proceso y asegurando la cualidad de cada pieza producida; y STOCS (Warehouse Management), que integra la gestión del inventario de almacén, el espacio, el manejo de materiales y los recursos de transporte en tiempo real y garantiza el cumplimiento en tiempo y sin errores de las entregas de materiales. Volkswagen Autoeuropa también ha sido la primera en implantar la aplicación Road Test Predictor”.

“Por otro lado, a nivel internacional estamos colaborando con un fabricante alemán del sector de la automoción con la solución NVIDIA Omniverse, impulsando la migración y gestión de la plataforma cloud europea, segura y soberana. Con Omniverse, las empresas pueden unificar sus herramientas y datos 3D con el estándar OpenUSD, lo que permite a los equipos colaborar a distancia mediante visualizaciones y simulaciones fotorrealistas de, por ejemplo, líneas de producción e instalaciones industriales”. 

Pistas de prueba digitales

Peter Larsson, director de Industria y Colaboraciones de ESI Group, afirma que “en el ámbito de las pruebas de rendimiento virtuales, ESI imagina un futuro en el que las pistas de pruebas digitales ofrezcan una alternativa ecológica a las pruebas físicas exhaustivas. Al crear prototipos digitales de vehículos plenamente operativos y someterlos a pruebas virtuales rigurosas en una pista de pruebas simulada, los fabricantes de automóviles pueden certificar nuevos diseños de forma rentable, reduciendo el kilometraje de las pruebas y minimizando el impacto medioambiental.

Tanto si se trata de predecir el comportamiento de las estructuras de los vehículos en situaciones de choque, como de mejorar la resistencia de los automóviles mediante ensayos dinámicos, o garantizar un habitáculo silencioso. La seguridad tanto para los ocupantes como para los peatones es una preocupación primordial para el Grupo ESI”.

“Desde la validación de procesos de estampación hasta la simulación de procesos de fundición de carrocerías y la garantía de soldadura por puntos, el software de simulación de ESI desempeña un papel crucial en la optimización de los procesos de fabricación. Además, ESI es pionera en flujos de trabajo virtuales colaborativos en el metaverso industrial”. 

Según Larsson, “el imperativo de reducir el peso en la medida de lo posible ha suscitado distintas consideraciones en diseño estructural, con lo que aumenta la necesidad de evaluar diversos escenarios de colisión y seguridad. Las innovaciones en materiales, diseñadas para contrarrestar la pérdida de masa de los vehículos, exigen nuevos enfoques de ensayo para determinar rápidamente la resistencia y la seguridad de estos materiales de cara a la producción de vehículos. Un reto similar plantea la rápida evolución de las tecnologías de las baterías, que siguen siendo un territorio relativamente desconocido en comparación con la riqueza de la industria automovilística actual en comparación con la riqueza de conocimientos acumulada por los OEM de automoción durante décadas de desarrollo de motores de combustión interna”.

“Al imaginar el futuro de las pruebas de seguridad de la movilidad, ESI ve un cambio hacia metodologías 100% digitales, inteligentes y artificialmente inteligentes. Este paradigma pretende dotar a los ingenieros de velocidad, precisión y confianza en el diseño de vehículos con características de seguridad óptimas. La tecnología de aprendizaje automático inteligente crea un modelo paramétrico del espacio de diseño que requiere menos simulaciones de alta fidelidad. Estos avances permiten a los ingenieros, tanto cualificados como no cualificados. identificar combinaciones significativas y priorizar casos de carga y parámetros de diseño para su análisis en profundidad. Esta rápida exploración paramétrica del espacio de diseño resulta inestimable para optimizar los resultados de las pruebas de choque virtuales, garantizando que la seguridad, el peso y el coste del vehículo se equilibren cuidadosamente dentro de un plazo de tiempo limitado”, señala Larsson.

La tecnología de aprendizaje automático inteligente crea un modelo paramétrico del espacio de diseño que requiere menos simulaciones de alta fidelidad. Estos avances permiten a los ingenieros, tanto cualificados como no cualificados (Peter Larsson, ESI Group)

Como uno de los miembros fundadores de la asociación ExcelCar, ESI colabora estrechamente con Stellantis para alinear las iniciativas de innovación para futuras soluciones de simulación con las necesidades específicas de esta industria. “Los OEM deben considerar la confiabilidad, la seguridad y la eficiencia energética en las primeras etapas del desarrollo, contribuyendo a reducción de residuos y emisiones. Adoptar este enfoque ayuda a los fabricantes a alinearse con los planes de descarbonización para lograr un mundo más limpio, seguro y futuro más sostenible. Nuestro IC.IDO Weave, una solución inmersiva de creación de prototipos virtuales facilita la multifuncionalidad para diseñar y validar diseños de productos en industrias como la automoción y aeroespacial, cerrando efectivamente la brecha en el tiempo y el espacio. 

La colaboración entre el Centro Técnico de SEAT S.A. y Grupo ESI en el desarrollo del CUPRA Formentor, logrando una calificación de 5 estrellas en seguridad y reduciendo significativamente las pruebas físicas, ejemplifica el poder transformador del software de simulación en el sector de la automoción”. 

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Artículo publicado en AutoRevista 2.386