Gemelo digital y puesta en funcionamiento virtual

Uso normalizado y universal del gemelo digital en la construcción de máquinas e ingeniería de sistemas

¡Descubra el potencial del gemelo digital! En el contexto de la Industria 4.0, este concepto desempeña una función principal, ya que pretende agrupar todos los modelos de información relevantes para los componentes de automatización y las cadenas de acciones y ponerlos a disposición en forma de representación digital. Entre ellos se incluyen, por ejemplo, los datos técnicos, la documentación, así como los modelos geométricos y de simulación, que deben estar disponibles y poderse utilizar a lo largo de todo el ciclo de vida: desde el proceso de ingeniería hasta el reciclado, pasando por la puesta en funcionamiento virtual (VIBN) y las fases de funcionamiento. Sumérjase en el mundo del gemelo digital y lleve su producción al siguiente nivel con nuestro apoyo.

Los gemelos digitales son mucho más que un simple modelo en 3D. Son copias digitales de objetos físicos reales con todo tipo de información sobre los componentes y las interrelaciones del sistema. Esto incluye la descripción clara de sus capacidades, su función dentro de la máquina, su comportamiento, la simulación de su cinemática y cinética, y su comunicación. Festo inició una importante evolución con el desarrollo de la capa de administración de activos (Asset Administration Shell) y la cofundación de la Industrial Digital Twin Association (IDTA) en 2020. Se crea así una infraestructura digital que constituye una base normalizada para todos los participantes en el mercado (usuarios, fabricantes de herramientas, fabricantes de componentes).

La capa de administración (Asset Administration Shell)

La capa de administración es un concepto que implementa de forma práctica los gemelos digitales y crea interoperabilidad entre soluciones de distintos proveedores. Permite el uso de diferentes canales de comunicación y aplicaciones y sirve de enlace entre los objetos del Internet de las cosas y el mundo en red, digital y distribuido.

La capa de administración consta de una serie de submodelos en los que se describe toda la información y las funcionalidades de un activo concreto. Estos submodelos pueden contener funciones, características, propiedades, estados, parámetros, datos de medición y capacidades, y proporcionan un acceso normalizado y entre fabricantes en todas las fases del ciclo de vida.

Casos de uso a modo de ejemplo para la aplicación del gemelo digital

Placa de características digital

Las placas de características dispuestas sobre el producto están limitadas en su contenido informativo debido al espacio disponible en el producto o por el tamaño del producto y el tamaño de letra utilizable. El submodelo "placa de características digital" pone a disposición de forma digital toda la información relevante, incluidos los certificados y la documentación.

Estas son sus ventajas:

  • Ahorra tiempo y costes: acceso inmediato a los documentos más recientes
  • Sin costes de impresión ni de logística: norma válida e independiente del fabricante según DIN SPEC 91406
  • Sostenible: ahorra recursos y hace superflua la documentación en papel
  • Disponibilidad mundial: pone a disposición los documentos en el idioma nacional correspondiente, así como los certificados locales (CE, CCC, etc.)

Especificaciones técnicas estructuradas legibles por máquina

Los datos técnicos de los componentes y sistemas se recogen siguiendo un submodelo independiente y están disponibles de forma estructurada y semánticamente clara. Así, a diferencia de la documentación actual, esta información puede registrarse y procesarse automáticamente.

Estas son sus ventajas:

  • Un contenedor central de información contiene todos los datos importantes del producto.
  • No se requieren engorrosas búsquedas en páginas web específicas del fabricante ni en la documentación en papel.
  • Las especificaciones técnicas y las características se describen claramente y están disponibles para su procesamiento mecánico.

Puesta en funcionamiento virtual

Los modelos de comportamiento a medida para la puesta en funcionamiento virtual permiten realizar en paralelo las fases de desarrollo y acortar así el plazo de comercialización.

Estas son sus ventajas:

  • Reducción del tiempo necesario para el desarrollo y la puesta en funcionamiento de máquinas y sistemas.
  • Aumento de la calidad de los modelos gracias al aprovechamiento de los conocimientos técnicos de Festo.
  • Reducción del esfuerzo de desarrollo y mantenimiento de las bibliotecas de modelos.

¿De dónde se obtienen las capas de administración?

Las capas de administración de activos (AAS) ya se han creado de antemano para alrededor de 20.000 productos del catálogo y están disponibles para su descarga desde un repositorio central en la nube. Se amplían continuamente para incluir nuevos submodelos y productos adicionales. Las capas de administración de activos disponibles tienen el siguiente contenido (submodelos AAS):

  • Datos técnicos
  • Placa de características digital
  • Información de contacto
  • Documentación
  • Modelos CAD
  • Modelos ECAD

Encontrará las capas de administración disponibles actualmente para los productos mencionados en nuestra tienda, en la zona de descargas CAD, bajo el nombre “Gemelo digital”. Ejemplos: gemelo digital para un minicarro DGST y gemelo digital para un regulador de servoaccionamiento CMMT.. (Inicio de sesión obligatorio)

La información contenida en el submodelo AAS “Datos técnicos” utiliza características de clase ECLASS normalizadas. Esto permite la importación automática al entorno de software de nuestros clientes, sin ningún esfuerzo manual. Festo es miembro de ECLASS desde hace muchos años y uno de los principales impulsores de las especificaciones para componentes de automatización neumáticos y eléctricos.

Además de la descarga clásica, también ofrecemos un prototipo de acceso al servidor mediante el cual se pueden recuperar automáticamente los datos de nuestros productos a través de una interfaz API AAS normalizada. Para obtener acceso exclusivo a las pruebas, póngase en contacto con nosotros.

Simulación y puesta en funcionamiento virtual

Una aplicación importante del gemelo digital es la puesta en funcionamiento virtual. En el modelo digital, el diseñador de la máquina puede comprobar con menos esfuerzo cómo se mueven los actuadores físicos reales y procesar las señales del sistema de medición de recorrido o los finales de carrera. La puesta en funcionamiento virtual permite paralelizar procesos durante la fase de diseño de una máquina o sistema, garantizar una mayor calidad en el desarrollo del programa de control y acortar el tiempo de puesta en funcionamiento real en el taller.

En Festo apoyamos activamente el desarrollo del submodelo “Modelo de simulación” para la capa de administración y nos basamos en el formato estándar entre fabricantes FMI/FMU (Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit) para representar el comportamiento. Esta norma abierta es cada vez más importante y ahora también la apoyan conocidos fabricantes de herramientas. Las ventajas son el sencillo intercambio de modelos y su integración entre fabricantes.