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El diseño sostenible se construye sobre el gemelo digital


20 / 04 / 2023


Por ERYN DEVOLA, vicepresidenta de Sostenibilidad, Siemens Digital Industries


A lo largo de los años, el buen diseño ha tenido muchos significados, desde la ornamentación y la artesanía hasta las líneas elegantes y la facilidad de fabricación. La siguiente evolución en la definición de buen diseño es la inclusión de la sostenibilidad como requisito fundamental, junto a las necesidades más tradicionales de costo, utilidad y atractivo.


Es un paso razonable si se tienen en cuenta las expectativas de los consumidores, pero ¿qué significa esto para una empresa que quiere diseñar un producto sostenible? Un buen diseño exige comprender el impacto de la sostenibilidad desde el principio y desarrollar esa comprensión a lo largo de todo el ciclo de vida. Significa disponer de información práctica sobre los recursos que se utilizarán en la fabricación, cómo se utilizará el producto en el mundo real y qué ocurrirá cuando llegue al final de su vida útil. Para ello es necesario adoptar una visión holística y digital de cómo se desarrollan, utilizan y desmantelan los productos y servicios.


Comienza con un conjunto de herramientas digitales integradas, con conexiones a toda la cadena de valor, y un proceso para comprender de forma precisa y verificable el producto desde las primeras fases de desarrollo, creando una inteligencia colectiva basada en el gemelo digital.


Un enfoque de gemelo digital


Disponer de una representación virtual del producto desde las primeras fases de diseño proporciona un flujo de datos sin fisuras entre el mundo real y el digital, construyendo una visión holística de los impactos de la sostenibilidad a lo largo de la cadena de valor. De este modo, se crea una vía para la simulación, la predicción, el análisis y la optimización continuos. El enfoque de gemelo digital para el diseño de productos sostenibles permite tomar decisiones con confianza para las optimizaciones más interconectadas de recursos, residuos y emisiones de CO2.


Los gemelos digitales se utilizan en todo el diseño para simular, predecir y optimizar el producto y los sistemas de producción antes de invertir en prototipos y activos físicos. Este flujo de trabajo se está adoptando en una amplia gama de aplicaciones y sectores industriales para maximizar el potencial de recursos de las empresas, incluidos la construcción, el transporte y la fabricación. Un cliente, Cox Marine, ha implantado sistemas informáticos escalables y un proceso de diseño digitalizado de principio a fin para permitir la supervisión del rendimiento y el mantenimiento de sus productos en tiempo real.


Pudieron diseñar un motor diésel fueraborda marino que consume un 25% menos de combustible y dura tres veces más que otros modelos comparables. Utilizando una estructura de desarrollo totalmente digital, sólo necesitaron crear un prototipo para validar sus diseños, en lugar de los 24 habituales, lo que supuso un ahorro de cientos de miles de euros en costos, meses de tiempo de desarrollo y las emisiones asociadas a esos prototipos ahorrados.


Activando el más amplio ecosistema


El diseño sostenible de los productos del mañana no se producirá en el vacío. Un buen diseño debe incluir la fabricación, la logística, el desmantelamiento y todas las demás facetas de la cadena de valor. Algunos de los mejores ejemplos de diseño sostenible giran en torno a la circularidad. Los diseñadores tienen en cuenta la reciclabilidad, la separación de componentes, la reutilización o el aumento de la durabilidad, el uso de contenido reciclado y la posibilidad de sustituir piezas o repararlas desde las primeras fases de concepción.


Las decisiones que se toman aquí tienen efectos inmensos y duraderos en la sostenibilidad final de un producto. Tomar la decisión correcta requiere una comprensión holística del producto, el proceso, el uso y el final de la vida útil. Para poner esa información en manos de los diseñadores desde el principio, las empresas están conectando ecosistemas industriales.


Los ecosistemas industriales conectados ayudan a los diseñadores a comprender las métricas de intensidad de carbono y utilización de recursos en toda la cadena de valor, recurriendo a fuentes de datos que van desde proveedores y distribuidores hasta productores de energía y recicladores.


Esta información puede utilizarse para crear sus gemelos digitales y captar nuevas oportunidades para que las empresas se asocien, creen conjuntamente y alcancen objetivos sostenibles. Una vez que las empresas aprovechan los datos de todo el ciclo de vida del producto y los ecosistemas industriales para informar a sus gemelos digitales, pueden modelar un camino hacia mejores resultados de sostenibilidad. Y, al tener una visión completa del ciclo de vida del producto, las organizaciones pueden definir indicadores de sostenibilidad holísticos que equilibren las huellas de carbono efectivas, el rendimiento y la rentabilidad, al tiempo que los optimizan globalmente y en tiempo real.


Precisión y verificación


La creación de un producto en el mundo digital requiere un cierto grado de confianza en el gemelo digital para comprender cómo interactuará el producto con el mundo durante su fabricación, entrega, uso y desmantelamiento. Esta convergencia de los mundos, el real y el digital, proporciona a los usuarios el gemelo digital más completo, preciso, validado y verificable. Establecer y mantener la confianza en el gemelo digital requiere recopilar datos a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Por ejemplo, un diseñador necesita conocer el impacto medioambiental de un material extraído, cómo puede influir en el proceso de fabricación, qué beneficio tiene para el cliente durante su funcionamiento y con qué facilidad puede reutilizarse ese material al final de su vida útil en el producto.


El seguimiento de la eficiencia energética y de recursos de una empresa permite a los usuarios optimizar los productos y procesos para aprovechar al máximo los recursos de fabricación existentes, tal vez minimizando las operaciones o empleando máquinas más eficientes desde el punto de vista energético. También está la recopilación de datos sobre la huella de carbono para emplear y averiguar qué áreas de la cadena de suministro tienen un mayor impacto en comparación con las estimaciones idealizadas realizadas en la primera iteración de un proyecto o a partir de productos anteriores.


Este tipo de datos ayuda a las empresas a perfeccionar su gemelo digital y a ofrecer la mejor versión de su producto sostenible. Minimizar el consumo de energía y utilizar menos materiales tiene un impacto directo e inmediato en el balance final de las empresas, al tiempo que las sitúa en una posición de liderazgo en la revolución del diseño sostenible.


Crear la clave hacia el éxito sostenible.


Las prácticas de diseño sostenible son una fuente creciente de ventaja competitiva en las empresas y el gemelo digital será un valioso activo en el camino. Las decisiones que se toman en la fase inicial del desarrollo de un producto definen aproximadamente el 80 % de su impacto medioambiental global, ya sea por los materiales utilizados, los procesos empleados, la logística requerida o el uso a lo largo del tiempo.


El gemelo digital apoya la mejora y la sostenibilidad de la fase de diseño, y luego continúa a lo largo de toda la cadena de valor. Construir el gemelo digital con datos precisos y fiables de todo el ecosistema industrial conectado garantiza que los diseñadores puedan optimizar lo antes posible las emisiones, la energía y el consumo de materiales del producto a lo largo de su ciclo de vida. Y cuanto más recopile y analice una empresa los datos para optimizar el gemelo digital, más capaz será de crear una ventaja competitiva en su segmento industrial.


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