乌鸦传媒

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La industria aeron谩utica europea se encuentra en un punto de inflexi贸n crucial, la competencia global en el sector de la aviaci贸n se ha intensificado debido al r谩pido avance tecnol贸gico en regiones fuera de Europa. Por otro lado, los crecientes desaf铆os ambientales y las regulaciones para combatir el cambio clim谩tico exigen una transformaci贸n profunda en la forma en que las aeronaves son dise帽adas, fabricadas, operadas y mantenidas.

En este contexto, la Industria 5.0 emerge como un nuevo paradigma que busca la convergencia entre la automatizaci贸n inteligente y la interacci贸n humano-m谩quina para lograr una producci贸n m谩s eficiente, personalizada y sostenible. Este nuevo paradigma pone un 茅nfasis especial en la colaboraci贸n entre robots, inteligencia artificial (IA) y trabajadores humanos, promoviendo una fabricaci贸n m谩s 谩gil y adaptable a las necesidades cambiantes del mercado. Adem谩s, este modelo impulsa la sostenibilidad mediante la optimizaci贸n de recursos y la reducci贸n del impacto ambiental, elementos clave en la evoluci贸n de la aviaci贸n hacia un futuro m谩s ecol贸gico y sostenible. Seg煤n un estudio del 乌鸦传媒 Research Institute la inversi贸n en gemelos digitales en el sector aeroespacial y de defensa ha aumentado un 40% en el 煤ltimo a帽o, representando el 2,7% de los ingresos de estas organizaciones. Adem谩s, el 81% de las empresas encuestadas reconoce que los gemelos digitales son fundamentales para mejorar la disponibilidad y fiabilidad de los sistemas y equipos a lo largo de su ciclo de vida.

Dentro de esta transformaci贸n tecnol贸gica, la estrategia de la juega un papel fundamental al establecer directrices para el desarrollo y la implementaci贸n de soluciones avanzadas en inteligencia artificial, datos y rob贸tica dentro del ecosistema industrial europeo. En su reciente documento de pol铆ticas y hoja de ruta tecnol贸gica, ADRA enfatiza la necesidad de crear infraestructuras de datos abiertas, interoperables y seguras, que fomenten la colaboraci贸n entre empresas, centros de investigaci贸n y organismos reguladores. Esto permitir谩 acelerar la adopci贸n de soluciones innovadoras en el sector aeron谩utico y garantizar que Europa mantenga una posici贸n de liderazgo en el desarrollo de tecnolog铆as estrat茅gicas.

La integraci贸n de tecnolog铆as avanzadas como la inteligencia artificial (IA), el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), los gemelos digitales (DT) y las soluciones de rob贸tica automatizada emerge como una v铆a prometedora para abordar estos retos. Estas tecnolog铆as no solo ofrecen soluciones innovadoras para optimizar procesos y reducir costos, sino que tambi茅n permitir谩n al sector avanzar hacia un modelo m谩s sostenible y respetuoso con el medio ambiente.

El proyecto GENEX, financiado por la UE, est谩 desarrollando una plataforma end-to-end basada en IIoT y gemelos digitales para la optimizaci贸n de la fabricaci贸n y el mantenimiento de estructuras compuestas de aeronaves de pr贸xima generaci贸n. Estos modelos incorporan conocimiento sobre los componentes de las aeronaves y los procesos de fabricaci贸n/reparaci贸n para su optimizaci贸n. Adem谩s, permiten el desarrollo de un sistema de monitorizaci贸n y gesti贸n de la salud y uso de las aeronaves, para garantizar la seguridad y la aeronavegabilidad.

Tecnolog铆as habilitadoras clave

La integraci贸n de nuevas tecnolog铆as en el sector aeron谩utico, en cualquier eslab贸n de la cadena de valor, supone un reto por la estricta regulaci贸n que cumplen todos los procesos aeron谩uticos. Cualquier avance tecnol贸gico requiere muchas horas de vuelo antes de ser ampliamente aceptado por la industria aeron谩utica. Sin embargo, la adopci贸n de estas tecnolog铆as se considera clave para impulsar la innovaci贸n industrial y de paso abordar los desaf铆os que enfrenta la aviaci贸n.

Hacia la neutralidad clim谩tica

El compromiso con la neutralidad clim谩tica en la industria aeron谩utica europea no es solo una meta ambiciosa, sino una necesidad imperativa para garantizar la sostenibilidad del planeta y la competitividad del sector. La integraci贸n de tecnolog铆as avanzadas como la inteligencia artificial, el IIoT y los gemelos digitales desempe帽a un papel crucial en la consecuci贸n de este objetivo, proporcionando soluciones innovadoras para abordar los desaf铆os ambientales m谩s apremiantes.

Estas tecnolog铆as reducen el consumo de energ铆a y materias primas, optimizan los procesos log铆sticos y mejoran la eficiencia operativa. Adem谩s, fomentan el empleo de materiales sostenibles y el reciclaje, fortaleciendo la transici贸n hacia una econom铆a circular en el sector. Dichas innovaciones no solo reducen el impacto ambiental, sino que tambi茅n maximizan el uso de recursos en la industria aeron谩utica. El reciclaje de materiales, el dise帽o modular de componentes y la reutilizaci贸n de recursos se ven facilitados por el uso de tecnolog铆as habilitadoras como los gemelos digitales y el IIoT. Al integrar estas herramientas, la industria puede reducir significativamente su impacto ambiental mientras maximiza el valor econ贸mico de sus operaciones.

La transici贸n hacia la Industria 5.0 y el cumplimiento de los objetivos del presentan desaf铆os significativos para la industria aeron谩utica europea. Uno de los principales retos es la falta de estandarizaci贸n en los datos y las herramientas utilizadas para procesar y gestionar los flujos de informaci贸n relacionados con los procesos y entidades involucradas. Esta carencia dificulta la interoperabilidad y la eficiencia en la gesti贸n de informaci贸n cr铆tica. Adem谩s, mejorar la eficiencia en los procesos de fabricaci贸n y mantenimiento es esencial para reducir costes y tiempos de inactividad. La adopci贸n de t茅cnicas avanzadas como la impresi贸n 3D, la automatizaci贸n rob贸tica y especialmente el uso de gemelos digitales en MRO (mantenimiento, reparaci贸n y operaciones), permite anticipar fallos y optimizar la vida 煤til de los componentes. Estas innovaciones est谩n alineadas con los objetivos del Net-Zero Industry Act, que busca acelerar el desarrollo y la producci贸n de tecnolog铆as limpias para lograr la neutralidad clim谩tica.

Inteligencia artificial

La IA desempe帽a un papel fundamental en la transformaci贸n de la aviaci贸n. Desde el dise帽o de aeronaves m谩s eficientes hasta la optimizaci贸n de rutas de vuelo, la IA permite analizar grandes vol煤menes de datos en tiempo real para mejorar la eficiencia operativa. Por ejemplo, los algoritmos de aprendizaje autom谩tico pueden predecir el mantenimiento necesario para componentes cr铆ticos, evitando retrasos y reduciendo los costos operativos. En t茅rminos de sostenibilidad, la IA puede contribuir al desarrollo de motores m谩s limpios mediante simulaciones avanzadas y optimizaci贸n aerodin谩mica. Adem谩s, facilita la monitorizaci贸n del consumo de combustible y las emisiones, permitiendo a las aerol铆neas adoptar estrategias que minimicen su impacto ambiental.

En el Proyecto GENEX, los modelos basados en IA, permiten adaptar los par谩metros de procesos ATL[1] (Automated Tape Laying) a las variaciones de los materiales/caracter铆sticas del proceso y posibilitan su control para par谩metros de entrada determinados (velocidad de aplicaci贸n y potencia de calentamiento, grado de precurado y temperatura del sustrato).

Gemelos digitales

Los gemelos digitales se han convertido en una herramienta clave para el desarrollo y operaci贸n de aeronaves. Un gemelo digital es una representaci贸n virtual de un activo f铆sico que permite simular y analizar su comportamiento en diferentes escenarios. En el sector aeron谩utico, esto significa que se pueden realizar pruebas virtuales exhaustivas antes de construir componentes f铆sicos, ahorrando tiempo y reduciendo el desperdicio de materiales. Adem谩s, los gemelos digitales permiten predecir fallos potenciales en los sistemas, lo que mejora la seguridad y reduce los tiempos de inactividad. Un caso de uso destacado es el mantenimiento predictivo: utilizando datos en tiempo real y modelos digitales, las aerol铆neas pueden identificar y solucionar problemas antes de que ocurran, optimizando los recursos y minimizando el impacto ambiental.

El desarrollo de un Digital Twin Framework en Genex, proporciona una herramienta que garantiza la estandarizaci贸n, interoperabilidad y usabilidad de los datos dentro del ecosistema industrial, permitiendo generar modelos de gemelos digitales de diversos activos.

El proyecto GENEX

El () surge como una iniciativa clave para revolucionar la fabricaci贸n y el mantenimiento de estructuras aeron谩uticas mediante el uso de gemelos digitales. Financiado por el programa Horizon Europe, GENEX busca desarrollar un marco digital integral que optimice la fabricaci贸n y mantenimiento de componentes compuestos en aeronaves (ver Ilustraci贸n 1).

El proyecto est谩 liderado por un consorcio de empresas e instituciones de investigaci贸n de primer nivel, incluyendo ITAINNOVA, 乌鸦传媒, AIMEN, CIDETEC, AERNNOVA y DLR, entre otras. Su objetivo es integrar modelos computacionales avanzados con sensores en tiempo real para mejorar la seguridad, eficiencia y sostenibilidad de los procesos aeron谩uticos. A trav茅s del uso de gemelos digitales, que permiten representar virtualmente elementos f铆sicos en aeronaves, se facilita una monitorizaci贸n avanzada de los procesos de fabricaci贸n, mantenimiento y reparaci贸n, asegurando un mayor control y optimizaci贸n de los recursos.

En este contexto, el enfoque del proyecto se alinea con la visi贸n de la Industria 5.0, promovida por la Comisi贸n Europea. Este concepto redefine la interacci贸n entre humanos y m谩quinas en un entorno digital altamente automatizado, en el que los trabajadores colaboran con sistemas avanzados para mejorar la precisi贸n, seguridad y sostenibilidad de los procesos industriales. La integraci贸n de estas tecnolog铆as permite no solo la automatizaci贸n de tareas repetitivas, sino tambi茅n la toma de decisiones m谩s informadas gracias a la inteligencia artificial y la conectividad del IIoT.

乌鸦传媒 desempe帽a un papel fundamental en el desarrollo del Digital Twin Framework, una herramienta que garantiza la estandarizaci贸n, interoperabilidad y usabilidad de los datos dentro del ecosistema industrial. Gracias a esta tecnolog铆a, se facilita la simulaci贸n y optimizaci贸n de procesos de fabricaci贸n y mantenimiento, reduciendo tiempos de inactividad y costos operativos.

El Digital Twin Framework de 乌鸦传媒 responde de manera integral a estos desaf铆os de la digitalizaci贸n en la industria aeron谩utica, proporcionando una plataforma IIoT com煤n, multidisciplinaria e interoperable basada en una arquitectura modular. Su capacidad para integrar datos de sensores, modelos de simulaci贸n y algoritmos de inteligencia artificial garantiza la estandarizaci贸n de los datos mediante la generaci贸n de plantillas ad-hoc, permitiendo una gesti贸n estructurada y eficiente de la informaci贸n.

En l铆nea con las iniciativas del programa Horizonte Europa, el Digital Twin Framework se apoya en tecnolog铆as de conectividad avanzada, como el IoT industrial, para garantizar un flujo de datos continuo y en tiempo real. Esto permite a las aeronaves y a los sistemas de producci贸n intercambiar informaci贸n con latencia ultrabaja, mejorando la eficiencia operativa y facilitando la toma de decisiones basadas en datos precisos.

Asimismo, la incorporaci贸n de tecnolog铆as emergentes como computaci贸n en el borde (edge computing) contribuye a la optimizaci贸n de procesos en entornos industriales, reduciendo la dependencia de infraestructuras f铆sicas y mejorando la escalabilidad de las soluciones digitales.

Finalmente, su enfoque en la optimizaci贸n de la fabricaci贸n y el mantenimiento predictivo, mediante el uso de modelos de aprendizaje autom谩tico e inteligencia artificial, permite anticipar fallos, mejorar la eficiencia en reparaciones y maximizar la vida 煤til de los componentes cr铆ticos, reduciendo tiempos de inactividad y costos operativos.

Entre los casos de uso llevados a cabo con la herramienta Digital Twin Framework, podemos destacar los siguientes:

• Estandarizaci贸n de datos: La integraci贸n de datos es esencial para generar gemelos digitales efectivos. GENEX trabaja en la creaci贸n de un sistema unificado que permite gestionar la informaci贸n de m煤ltiples sensores y procesos, asegurando que los datos sean compatibles y reutilizables en todo el ciclo de vida de las aeronaves.

• ANITA: Este caso de uso destaca por su aplicaci贸n pr谩ctica en la reparaci贸n de componentes de avi贸n fabricados en compuestos avanzados. Gracias a la monitorizaci贸n con sensores, el gemelo digital del componente permite modelar el da帽o y optimizar la reparaci贸n utilizando mantas t茅rmicas controladas por inteligencia artificial. Estas mantas aplican la temperatura y duraci贸n exactas para garantizar una reparaci贸n precisa, segura y eficiente.

Estos avances est谩n respaldados por el programa Horizonte Europa, que promueve una industria aeron谩utica europea m谩s resiliente, sostenible y competitiva a nivel global. En este sentido, GENEX se posiciona como un referente dentro de esta estrategia europea, demostrando c贸mo la digitalizaci贸n y la sostenibilidad pueden converger para transformar la industria aeron谩utica.

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[1] En el contexto de la manufactura aeron谩utica, los procesos ATL (Automated Tape Laying) son t茅cnicas automatizadas utilizadas para colocar cintas de material compuesto en capas precisas y controladas. Estos procesos son esenciales para la fabricaci贸n de componentes estructurales de aeronaves, como alas y fuselajes, debido a su capacidad para mejorar la precisi贸n, reducir el tiempo de producci贸n y minimizar el desperdicio de material.