MapleSim es una herramienta de modelado avanzada de Maplesoft que calcula las fuerzas físicas experimentadas por sistemas mecánicos complejos. La reciente asociación con B&R facilita enormemente la incorporación de estos modelos a la plataforma de ingeniería Automation Studio de B&R y a la propia máquina en forma de gemelo digital. Chad Schmitke de Maplesoft y Kurt Zehetleitner de B&R explican el rédito inmediato que ofrece para los fabricantes de máquinas, así como las implicaciones a largo plazo de esta apasionante tecnología.
Actualmente recibimos mucha información acerca de la simulación y los gemelos digitales. ¿A qué se debe toda esta publicidad?
Chad Schmitke:
La emoción es comprensible. Estas tecnologías abordan algunos de los mayores desafíos a los que se enfrentan los fabricantes de máquinas, y aportarán unos cambios duraderos en la forma en que se diseñan. Con un creciente intercambio de información en lo que solían ser básicamente sistemas mecánicos, el software de control se está volviendo cada vez más importante para el rendimiento de la máquina. Y a medida que las máquinas se vuelven más complejas y adaptativas, se necesitan métodos más sofisticados de prueba y evaluación.
¿Y ahí es donde entra en juego la simulación?
Schmitke:
Exactamente. Nadie quiere invertir todo el dinero que supone crear un prototipo físico y simplemente esperar que todo salga bien. Si puedes basar el dimensionamiento del hardware y la comprobación del software en una simulación realista, e incluso realizar la puesta en marcha virtual en un gemelo digital, puedes estar seguro desde el principio que tu máquina hará el trabajo para el que fue diseñada.
Entonces, ¿el principal cambio se observará en el diseño y el desarrollo?
Schmitke:
Bueno, sin duda comenzará allí, pero si vamos más allá ya podemos ver que empieza la siguiente fase. Las personas utilizarán los modelos que han creado para añadir características de valor añadido al producto. Descubrirán nuevas formas de utilizar los datos en tiempo real facilitados por la máquina para aspectos tales como diagnósticos, mantenimiento predictivo y control avanzado.
¿Estos temas aparecen a menudo en sus conversaciones con los clientes?
Schmitke:
Hay un montón de importantes ideas que se están tratando referentes a dónde va la tecnología. Pero lo que he oído de los clientes, especialmente de las pymes, es que no saben muy bien por dónde empezar a nivel práctico. Lo que quieren saber es cómo comenzar ese camino, cuáles son los primeros pasos que les permitirán comenzar a ver de inmediato el retorno de la inversión.
¿Y cómo abordan B&R y Maplesoft esas preocupaciones?
Kurt Zehetleitner:
Cuando llega el momento de crear el software para sus máquinas, muchos de nuestros clientes (de nuevo, especialmente, las pymes), están acostumbrados a pasar directamente a la programación. El paso preliminar de modelar el sistema es algo nuevo, y MapleSim es una forma realmente accesible de empezar con todo ello. Gracias a nuestra asociación, hemos creado un paquete, B&R MapleSim Connector, que optimiza el flujo de trabajo entre las distintas herramientas y ayuda a nuestros clientes a navegar por este nuevo territorio de una manera que ofrece resultados reales muy rápidamente.
Schmitke:
Maplesoft se caracteriza por su cálculo de la ingeniería, que permite simplificar la simbología y crear unos grupos compactos de ecuaciones. Por lo tanto, podemos generar un código extremadamente compacto y nuestra colaboración con B&R nos permite aplicarlo al sistema de ingeniería para la simulación de hardware-in-the-loop y software-in-the-loop. En su conjunto, tenemos una excelente combinación del conocimiento del hardware por parte de B&R, de lo que sus clientes están haciendo y de nuestra experiencia en cómo modelar esos sistemas.
¿Podéis explicarnos algo más acerca de B&R MapleSim Connector?
Zehetleitner:
El paquete MapleSim Connector contiene MapleSim, así como una aplicación de B&R para MapleSim para la exportación automatizada del modelo y los datos de CAD a Automation Studio. También existe una función de exportación para nuestra herramienta de dimensionamiento SERVOsoft. Por lo tanto, se trata de un paquete que consigue que el flujo de trabajo entre todas estas herramientas sea lo más ágil y útil posible para nuestros clientes. La idea básica es que los datos del modelo se reutilizan automáticamente para diferentes finalidades durante el proceso de desarrollo. Ello garantiza, por ejemplo, que se utilicen los datos de CAD más actualizados tanto para el dimensionamiento del hardware como para el desarrollo del software. MapleSim Connector está actualmente disponible bajo demanda y, en el futuro, podrá descargarse desde el sitio web de B&R. Los clientes que se enfrentan al desarrollo del software observarán que con MapleSim y Automation Studio tienen a su disposición una solución realmente accesible con un flujo de trabajo directo que permite que las diferentes disciplinas de ingeniería trabajen de manera conjunta y fluida.
Por lo tanto, ¿es una buena manera para que los fabricantes de máquinas se inicien en la tecnología de gemelo digital?
Schmitke:
Así es. Incorporar un modelo de tu sistema a una herramienta de ingeniería tan potente como Automation Studio abre unas posibilidades muy interesantes. Puedes probar tu control en tiempo real sin ningún riesgo y luego incorporarlo directamente a la máquina. Esta es la parte del proceso que interrumpirá y transformará los enfoques tradicionales del software de la máquina. Anteriormente, te esforzabas por crear un modelo y tal vez podías llegar a diseñar un motor con él, pero ahí terminaba todo. Pero ahora existe esta puerta de enlace a muchas otras posibilidades. Puedes diseñar de manera fiable, ya que puedes ver con tus propios ojos que va a funcionar. Puedes realizar la puesta en marcha con gran facilidad, porque ya lo has comprobado virtualmente. Y tu rendimiento será excelente, ya que has podido experimentar lo suficiente en la fase conceptual y tienes nuevas formas de utilizar la información recibida de la máquina.
¿Podría describir el flujo de trabajo simplificado entre MapleSim y Automation Studio?
Zehetleitner:
El desarrollador empieza importando los datos de CAD ya existentes a MapleSim para crear un modelo sin tener que lidiar con ninguna ecuación cinemática. A partir de ahí, basta con unos cuantos clics para crear el código C e importarlo a Automation Studio, donde puede ejecutarse en un entorno de simulación o en el hardware real del PLC, casi como cualquier otro bloque de funciones. Al importar también los datos de CAD, el desarrollador puede ver una representación 3D en Scene Viewer de B&R. Este gemelo digital muestra de un vistazo si todo funciona correctamente. Y, dado que el diseño mecánico cambia inevitablemente en el transcurso del proyecto, pueden mantener este modelo actualizado para evitar sorpresas desagradables cuando ejecuten el software en la máquina real.
¿Cómo aprovecharán los fabricantes de máquinas todas estas nuevas posibilidades?
Zehetleitner:
A medida que las máquinas se vuelven más dinámicas y adaptativas, su creciente complejidad y variabilidad dificultan que los ingenieros puedan confiar en su instinto para decir qué componentes van a mostrar un buen rendimiento. Por lo tanto, el dimensionamiento y la puesta en marcha virtuales serán unas aplicaciones muy importantes. Con nuestro sistema de transporte ACOPOStrak, por ejemplo, disponer de un gemelo digital facilita determinar la cantidad exacta de lanzaderas que maximizarán la productividad.
Schmitke:
Comenzará ahí y luego se pasará a cosas como el mantenimiento predictivo, el control avanzado y el ajuste. Cuando los pares calculados no coinciden con lo que predice el modelo, sabes que algo podría estar fallando con un cierto mecanismo, por ejemplo. Además, pueden explorarse situaciones hipotéticas. Puedes observar un determinado grupo de parámetros y preguntarte: "¿Cuál es el ciclo más rápido que puedo lograr en este perfil de movimiento y seguir estando dentro de los límites de par de mis motores?" A partir de ahí, el límite es la imaginación: ¿Cómo encaja todo ello en el proceso de ventas? El futuro está abierto de par en par.
Hablando del futuro, ¿qué más podemos esperar de esta asociación?
Schmitke:
Lo que esperamos ver es que los clientes se animen a empezar a experimentar con este emocionante tema. Dispondrán de un sencillo acceso a una herramienta de eficacia probada y de la experta asistencia de Maplesoft y B&R. A partir de ahí, será cuestión de escuchar los comentarios y de priorizar las funciones que correspondan. En general, la pregunta principal seguirá siendo la misma: "¿Cómo podemos facilitar a nuestros clientes el uso de la información de su modelo para mejorar sus controles y el sistema en general con un valor añadido?"