• Los gemelos digitales permiten mejorar la predicción del comportamiento de máquinas, bienes de equipo y procesos de fabricación, optimizándolos y detectando problemas antes de que ocurran.

• El proyecto liderado por IKERLAN, y en el que participan Ceit, CTC, Ideko e Idonial, se enmarca en el programa CERVERA, financiado por el CDTI, que acredita a cada uno de los centros participantes como Centro de excelencia Cervera en Modelos Virtuales y Gemelos Digitales.

• Con un presupuesto de 3.336.915 €, se desarrollará en el periodo 2020-2022.

El centro tecnológico IKERLAN lidera el proyecto MIRAGED para el desarrollo de modelos virtuales y gemelos digitales que permitan mejorar procesos y productos asociados a la industria 4.0. MIRAGED se enmarca en el programa CERVERA, que financia el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación. Es un proyecto de creación de una red de excelencia, en el que también participan los centros Ceit, CTC, Ideko e Idonial. El objetivo del proyecto es mejorar la capacitación de los grupos de investigación implicados en el desarrollo de modelos virtuales y gemelos digitales aplicados a sistemas de modelización, simulación y predicción del comportamiento de máquinas y procesos de fabricación. El proyecto cuenta con un presupuesto total de 3.336.915 €, y concluirá en el año 2022. Asimismo, el consorcio de participantes obtendrá la certificación de Centros de Excelencia CERVERA en Modelos Virtuales y Gemelos Digitales.

Un gemelo digital es una réplica virtual de un sistema –como una turbina de un avión, un aerogenerador o la estructura de una máquina­– al que se le incorporan datos en tiempo real que son captados a través de sensores.  La combinación entre un modelo que representa la física del sistema y los datos que particularizan la realidad específica del sistema monitorizado construye su “gemelo”. Esta tecnología permite analizar información valiosa sobre parámetros difíciles de medir en un sistema real por su complejidad y su alto coste. Gracias a los gemelos digitales, es posible detectar problemas antes de que ocurran, por lo que se trata de una metodología de gran ayuda a la hora de planificar tareas de mantenimiento evitando paradas inesperadas, construir nuevos escenarios de funcionamiento más eficientes, desarrollar nuevos planes de fabricación o realizar previsiones a futuro.

El proyecto MIRAGED persigue fortalecer las capacidades de los centros tecnológicos participantes en tecnologías estratégicas mediante el trabajo colaborativo, para dar respuesta a los retos de un entorno industrial 4.0. El responsable de IKERLAN para el proyecto Iker Urresti explica que “la experiencia previa en gemelos digitales de los centros participantes, unida al mayor grado de especialización que nos aportará este proyecto, nos posicionará como referentes en el ámbito estatal en esta temática, y esperamos mejorar el posicionamiento en Europa.” Urresti añade que“también nos permitirá incrementar nuestra capacidad de transferir tecnología a las empresas del ámbito industrial, objetivo esencial de nuestro centro tecnológico y del proyecto.” Por último, MIRAGED aportará financiación para investigar y formar nuevos investigadores altamente especializados en las áreas relacionadas con el proyecto.

Líneas de investigación de MIRAGED

Dentro de la red de trabajo, se han definido tres actividades técnicas. La primera actividad está orientada al desarrollo de “fábricas virtuales”, desarrollándose modelos para simular el comportamiento de procesos de fabricación, entre los que se incluyen el conformado en caliente, la soldadura, el mecanizado, el rectificado, el temple por inducción y la inspección no destructiva. Los avances técnicos de la segunda línea de investigación estarán orientados a predecir el inicio de un fallo en servicio, a modelos para predecir la propagación de grietas y la vida útil remanente del sistema, y al desarrollo de modelos de comportamiento dinámico. La tercera actividad se centrará en integrar en los gemelos digitales los modelos desarrollados en las actividades previas.

Adicionalmente, los centros tecnológicos trabajarán en la formación de investigadores, en la difusión y diseminación de los resultados, y en iniciativas específicas para impulsar la transferencia tecnológica hacia el sector industrial.

Desarrollos MIRAGED

Por parte de IKERLAN, se desarrollarán nuevos métodos de simulación del proceso de temple por inducción y nuevos modelos de iniciación y propagación de grietas por fatiga. Se espera integrar estos últimos en gemelos digitales de bienes de equipo para monitorizarlos en servicio y estimar su vida útil remanente.

Por parte de Ceit, se desarrollarán gemelos digitales dirigidos a procesos de conformado en caliente y tratamientos térmicos que hagan posible la predicción de la evolución del material y el desarrollo de propiedades mecánicas finales, la monitorización on-line del proceso y el uso de señales procedentes de sensores de caracterización no destructiva.

El Centro Tecnológico CTC desarrollará modelos numéricos avanzados y gemelos digitales de estructuras y componentes mecánicos. La investigación se concentrará en el desarrollo de modelos numéricos avanzados para la predicción de vida útil remanente, el modelado detallado de mecanismos de degradación y la implementación de técnicas avanzadas de análisis de datos aplicando inteligencia artificial.

En el marco de esta iniciativa, IDEKO desarrollará nuevos modelos avanzados que interaccionen con el proceso de fabricación, gracias a la puesta en marcha de gemelos digitales aplicables en planta en las áreas de especialización de la entidad como el rectificado, la inspección no destructiva, el control de distorsiones y la dinámica y control de máquinas y procesos.

IDONIAL desarrollará un gemelo digital de la Manzana del Acero, planta piloto de fabricación siderúrgica, para su análisis, monitorización, predicción y simulación de posibles escenarios. Además, desarrollará un modelo digital del proceso de soldadura para optimizar la secuencia de soldeo y predecir tensiones y distorsiones residuales.

MIRAGED forma parte de la Convocatoria del Procedimiento de Acreditación y concesión de ayudas destinadas a Centros Tecnológicos de Excelencia “Cervera” del año 2019 (CER-20190001). Sus objetivos principales son fomentar el liderazgo y la colaboración en el ámbito industrial, promover la especialización en las tecnologías prioritarias de la Red Cervera y mejorar el impacto en la economía.