GDM – Un gemelo digital detecta dónde mejorar la seguridad del mobiliario y propone rediseños para nuevos prototipos
El sistema basado en Inteligencia Artificial Predictiva para ensayos de mobiliario será un apoyo a la eficiencia y productividad del sector español del mueble y ahorrará costes, pero no sustituye a las pruebas físicas tradicionales, necesarias para las certificaciones nacionales e internacionales de producto a través de los laboratorios acreditados.
Un equipo multidisciplinar de especialistas del sector español de mobiliario y sus industrias afines ha desarrollado un sistema digitalizado que permite contrastar, antes de su proceso de fabricación, si el mobiliario, tanto de uso público como doméstico, supera los requisitos de seguridad exigidos para su comercialización.
El sistema realiza el ensayo a partir de la digitalización del producto físico que avaluará si el mueble supera los requisitos para el uso previsto y el mercado de destino en función de las complejas y numerosas normas y legislaciones para las que los productos necesitan variaciones.
Además, el sistema de gemelo proporcionará una valiosa información a la oficina técnica, antes de fabricar el nuevo prototipo a ensayar, despejando múltiples variables que interactúan en un diseño que responde a criterios funcionales y estéticos.
Este cambio de paradigma supone una revolución para la industria, que realiza los ensayos, como es preceptivo, sobre prototipos reales que requieren posteriormente las modificaciones necesarias hasta superar las pruebas que garanticen la seguridad para el consumidor.
Tras varios meses de trabajo, los socios del proyecto GDM han generado para la industria del hábitat una versión beta del modelo constructivo de gemelos digitales con inteligencia artificial que permite a las empresas anticiparse al cumplimiento de los requisitos normativos y legales que aplican a cada tipología de mueble, desde la fase inicial de concepto y diseño del producto.
Una vez construido el producto virtual, el modelo permite validar el diseño y comparar los resultados con el producto físico y generar un aprendizaje mediante la inteligencia artificial.
El consorcio de la iniciativa GDM, “Investigación y desarrollo de un modelo predictivo para la simulación del comportamiento mecánico de mobiliario con técnicas de gemelo digital”, está participado por el Instituto Tecnológico AIDIMME (AEI Madera-Mueble), la AEI AMUEBLA, la Agrupación Española de Empresas Exportadoras, ARVET, el Centro Tecnológico CETEM, y la empresa SANCAL Diseño, y ha contado con la financiación del Ministerio de Industria a través de los Fondos Next Generation y el Mecanismo de Recuperación y Resiliencia de la Unión Europea.
Inteligencia artificial para mobiliario
Para llevar a cabo este ambicioso proyecto, sus promotores han contado con la valiosa información de los ensayos realizados durante años sobre múltiples modelos y materiales, y que permitirá a los técnicos crear futuras replicas digitales de las máquinas de ensayo (gemelos digitales) que someterán los diseños a las pruebas virtuales, en este caso del modelo inicial con la réplica para mobiliario de asiento de una silla.
De este modo, se ha desarrollado un modelo constructivo de gemelo digital con un motor de inteligencia artificial basado en técnicas predictivas como aprendizaje de refuerzo, es decir, capaz de avanzar soluciones de optimización del diseño a partir del repositorio histórico de las fichas técnicas de ensayos, combinado con los propios datos obtenidos por el sistema en tiempo real.
A la izquierda, ensayo del producto físico. A la derecha, ensayo virtual del gemelo digital del producto.
Por tanto, este aprendizaje selectivo y secuencial de la inteligencia artificial ha generado un análisis predictivo que permite replantear la estructura diseñada y sus materiales, y que ayuda en la complejidad de trasladar los múltiples factores que afectan al producto, como las distintas características de los materiales empleados, los herrajes, uniones, ensamblajes, o soldaduras, y las geometrías de los diseños, entre otras muchas variables.
Como consecuencia, se atenderá a la fabricación de un único prototipo que minimizará los errores, reduciendo los costes y tiempos de acceso al mercado, y aportando así un valor añadido a toda la cadena productiva, impulsando la competitividad del tejido productivo del sector.
De esta forma, las AEIs Madera-Mueble (Comunidad Valenciana), y AMUEBLA (Región de Murcia), junto con sus socios, pretenden aumentar el conocimiento existente en estas tecnologías para realizar simulaciones previas a las fases de validación de prototipos, de manera que se ofrezca a los diseñadores una información relevante a la hora de desarrollar productos que cumplan con la normativa de aplicación.
En estos momentos, GDM perfila el acceso a una plataforma creada para consulta y visión rápidas, donde se ofrecerá un repositorio de normas y ensayos para acceder una recreación básica del ensayo como paso previo al desarrollo del gemelo específico con todas las características del producto.
De esta forma, la incorporación de la Industria 4.0 a los procesos productivos en el sector español de mobiliario contará en breve con esta herramienta que potenciará la agilidad y flexibilidad de la fabricación con productos finales que cumplan desde el origen de su concepto los estándares de seguridad.
Participantes:
•AEI Madera-Mueble de la Comunidad Valenciana (titularidad de AIDIMME)
•AEI AMUEBLA (Agrupación empresarial innovadora de fabricantes de muebles y afines de la región de Murcia)
• Agrupación Española de Empresas Exportadoras (ARVET),
• Centro Tecnológico del Mueble y la Madera de la Región de Murcia (CETEM)
• SANCAL DISEÑO
GDM asesoró a las empresas en Hábitat 23 sobre el futuro uso del gemelo digital para ayudar en la certificación de producto
La exigencia de los mercados, que requiere productos certificados que garanticen su calidad y seguridad, ha sido una clave de trabajo para los técnicos del consorcio del proyecto GDM, que han explicado las virtudes de un futuro uso del gemelo digital para la certificación de producto en la recién clausurada Feria Hábitat València 2023.
Numerosas empresas expositoras en Hábitat 2023 han acogido con buenas expectativas el objetivo de utilizar la opción del gemelo digital sobre prototipo virtual para realizar una valoración previa al prototipo real y corregir así errores de diseño de cara al cumplimiento de las normas industriales y legislativas.
Así lo han manifestado los especialistas del consorcio que reúne a la Agrupación Empresarial Innovadora-AEI Madera-Mueble, del Instituto Tecnológico AIDIMME, junto con AMUEBLA, CETEM, ARVET, y la empresa SANCAL, y que han asesorado durante el Certamen sobre el ahorro de tiempo y costes que supondrá cuando esté finalizado en abril del próximo año, la aplicación del gemelo digital, explicando que no sustituye a los ensayos ordinarios sobre producto, sino que ayudará a minimizar los “defectos de diseño”, según indicaron.
Feria Hábitat València 2023, que se celebró entre el 19 y el 22 de septiembre ha sido un entorno de trabajo productivo para afianzar el vínculo entre las AEI’s y las empresas con una atención técnica que les permite progresar y fidelizar sus mercados.
El esfuerzo de las empresas para certificar el cumplimiento de los ensayos normativos que les permite garantizar la adecuación al uso para sus clientes es laborioso y requiere de revisiones del producto acabado, “pero cada vez más se ensaya el prototipo previo a su producción, y con este proyecto vamos a conseguir todavía mayor acierto y eficacia para iniciar el proceso de fabricación con mayores garantías de éxito desde el diseño”, han subrayado los promotores de la iniciativa GDM.
Prototipos 4.0
Adelantarse a las modificaciones de diseño sobre prototipos en función del resultado de las pruebas es un proceso con la ventaja fundamental de no producir hasta solucionar los problemas detectados, evitando riesgos de roturas prematuras, devoluciones, y básicamente costes evitables.
Así, el consorcio GDM acudió al encuentro networking organizado por la Federación Hábitat de España, donde el coordinador de la iniciativa, Manuel Carrillo, cambió impresiones y presentó a la directora general de Industria del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, María José Muñoz Martínez, la citada iniciativa GDM, y otros asuntos de alcance derivados de la actividad de este amplio sector económico español.
La directora general de Industria del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, María José Muñoz Martínez, y Manuel Carrillo, de AIDIMME.
Por ejemplo, el contract ha sido un sector de negocio muy destacado en Hábitat 2023 con una extensa oferta para el equipamiento del canal HORECA y de espacios de uso públicos y colectividades. Ámbitos que requieren estrictos controles de seguridad y calidad. En este punto, son los prescriptores los que tienen un papel determinante a la hora de diseñar y equipar estos espacios.
Ensayos para la industria 4.0
En este sentido, el proyecto “Investigación y desarrollo de un modelo predictivo para la simulación del comportamiento mecánico de mobiliario con técnicas de gemelo digital”, acuñado con el acrónimo GDM, persigue una digitalización de una serie de ensayos que tienen cabida en estas tecnologías. Entre sus ventajas, la de ensayar en etapas tempranas del desarrollo del producto mediante un gemelo digital, ahorrando tiempo y costes.
Hábitat Valencia, un foro de difusión y transferencia
Sin duda, Feria Hábitat Valencia es sin duda un foro de encuentro e intercambio de información y conocimiento que han aprovechado las entidades del Consorcio para impulsar esta iniciativa.
De este modo, el consorcio del proyecto GDM asesora a las empresas para superar los estrictos controles que exigen los requerimientos de la normativa industrial, y es especialista en el cumplimiento de la legislación para acceder con garantías a los mercados.
El proyecto GDM está financiado por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, con fondos Next Generation de la UE, en el marco de las ayudas a Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEI), con número de expediente AEI-010500-2023-357.
GDM – Modelo Predictivo simulación comportamiento mecánico con técnicas de gemelo digital
GDM es un proyecto de investigación y desarrollo de un modelo predictivo respaldado por inteligencia artificial para la simulación del comportamiento mecánico de mobiliario mediante la creación de gemelos digitales.
Resultados esperados
- Establecimiento del sistema a emplear para el despliegue de gemelos digitales.
- Diseño de la estructura del sistema constructivo modular.
- Selección de la tecnología de almacenamiento de datos que soportara al sistema GDM.
- Determinación del conjunto de habilitadores tecnológicos que permiten el desarrollo de un sistema predictivo basado en IA.
- Prototipo final del sistema RUSH.
- Determinación de los tipos de ensayo y establecimiento de las especificaciones normativas.
- Validación del sistema GDM por parte de sus usuarios finales: empresas del hábitat a través del personal cualificado capaz del uso de la herramienta.
- Análisis de los resultados obtenidos en el periodo de validación.
- Evaluación de la usabilidad y experiencia de usuario del sistema.
- Elaboración y difusión de los resultados del proyecto entre las empresas asociadas y del sector del mueble y hábitat en general.
Expediente: AEI-010500-2023-357
GDM – Un gemelo digital para mobiliario permitirá adelantarse al ensayo del prototipo para el cumplimiento de la normativa industrial y legal
La Agrupación Empresarial Innovadora-AEI Madera-Mueble, del Instituto Tecnológico AIDIMME, ha solicitado un innovador proyecto junto con AMUEBLA, CETEM, ARVET, y la empresa SANCAL, que pretende mejorar el diseño del prototipo mediante simulaciones con gemelo digital para el cumplimiento legal e industrial antes de su fabricación, disminuyendo, además, costes por inconformidad a norma.
La iniciativa se enmarca en la convocatoria de la administración central para los clústeres españoles, que han conseguido movilizar más de un millar de PYMEs, presentando 446 proyectos de innovación colaborativa a esta convocatoria del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo.
Con sus propuestas, los clústeres quieren apoyar la transformación verde y digital de las pequeñas y medianas empresas en todo el territorio nacional. Las solicitudes ponen de manifiesto el potencial de la colaboración entre empresas a través de clústeres, y han presentado proyectos de innovación industrial colaborativa por el doble del presupuesto disponible.
Gemelos digitales para el mueble
AIDIMME Instituto Tecnológico y AMUEBLA de la Región de Murcia han presentado por su parte una innovadora iniciativa, el proyecto “Investigación y desarrollo de un modelo predictivo para la simulación del comportamiento mecánico de mobiliario con técnicas de gemelo digital”, GDM.
Este proyecto propone una investigación sobre un modelo constructivo inteligente, basado en gemelos digitales y soportado por un core predictivo que, a través de tecnologías de inteligencia artificial y tecnologías machine learning, sea capaz de alcanzar soluciones de optimización del diseño basadas en el aprendizaje empleando tanto datos históricos como los aportados en tiempo real.
El proyecto GDM integrará técnicas de la Industria 4.0 para mejorar los procesos de fabricación desde el origen del diseño de los productos.
Con esta iniciativa se pretende aumentar el conocimiento existente en las tecnologías para realizar simulaciones previas a las fases de validación de prototipos, de manera que se ofrezca a los diseñadores una información relevante a la hora de desarrollar productos que cumplan con la normativa europea de aplicación.
El impulso de las AEI’s
Otra vez, los clústeres han demostrado sus capacidades de entender las necesidades de las empresas y traducirlas a proyectos de innovación para la transición verde y digital. Las agrupaciones empresariales innovadoras respondieron con 446 solicitudes, con un importe total solicitado de más de 96 millones de euros al programa de apoyo a las Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEI) administrado por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo. Este importe se acerca al doble de lo cubierto por la convocatoria y supera las expectativas del ecosistema innovador.
La convocatoria del Programa de Apoyo a las Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEI) se publicó el pasado 15 de abril de 2023 y cuenta con un presupuesto de 54 millones de euros de los cuales 46,44 millones de euros vienen del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia de la Unión Europea. El objetivo del programa es mejorar la competitividad de las pequeñas y medianas empresas a través de las agrupaciones empresariales innovadoras. El apoyo a la creación y fortalecimiento de los clústeres forma parte de la estrategia europea de promoción de la competitividad de las pymes y de la innovación.
Los clústeres facilitan servicios a las empresas y son una excelente herramienta para acceder a proyectos de interés común de las empresas miembros. El 97% de las solicitudes son proyectos presentados en colaboración entre distintas AEI y empresas miembros de las mismas. La mayoría de los proyectos buscan fomentar la transformación digital de las empresas y tienen como finalidad la incorporación de conocimientos y tecnologías digitales para actividades de investigación industrial, actividades de desarrollo experimental, la innovación en materia de organización y la innovación en materia de procesos.
