El proyecto MIRAGED desarrollará gemelos digitales para la mejora de la industria 4.0

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 Urrestiexplica 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.

Sobre IKERLAN 

IKERLAN, miembro del BRTA, es un centro líder en la transferencia de tecnología y en la aportación de valor competitivo a la empresa, debido entre otros aspectos a la especialización de sus investigadores. Ofrece soluciones integrales combinando diferentes dominios tecnológicos en tres grandes áreas: Tecnologías de Electrónica, Información y Comunicación (TEIC), Energía y Electrónica de Potencia y Fabricación Avanzada. En 2017, IKERLAN logró la acreditación por parte de AENOR de su sistema de gestión integral (UNE-EN ISO 9001:2015 y UNE 166002:2014), lo que supone un reconocimiento de la excelencia del centro en el ámbito de la I+D+i. Actualmente cuenta con una plantilla formada por alrededor de 350 personas.

Ceit, miembro del BRTA, es un centro tecnológico multidisciplinar comprometido con la mejora de la competitividad del tejido empresarial mediante soluciones basadas en la excelencia científica y tecnológica. En particular, la División de Materiales y Fabricación ofrece soluciones ante los nuevos desafíos de la Industria a través de un enfoque integral basado en las siguientes áreas de especialización: Procesamiento Termomecánico, Electrónica Industrial y Sistemas de Potencia, Tecnologías TIC, Técnicas No Destructivas (TND) basadas en medidas electromagnéticas para el control de calidad y Análisis de Datos y Gestión de la Información. En la actualidad, Ceit cuenta con una plantilla de unas 240 personas y su sistema de gestión se rige por la norma UNE 166002. 

El Centro Tecnológico CTC se creó en el año 2000 y es el único centro tecnológico de Cantabria. Su objetivo es aportar valor y generar negocio a las empresas mediante proyectos de transferencia tecnológica industrial basados en la Ciencia y la Tecnología. Con una marcada vocación de resolver los retos tecnológicos de las empresas y un profundo conocimiento del mercado industrial, CTC desarrollan su actividad de I+D+i en los campos de Industria y Energía, Navegación y Robótica y Materiales Avanzados y Nanomateriales.

Su especialización en disciplinas como las Ciencias Experimentales y la Ingeniería le sitúan como líder en modelado numérico avanzado de componentes estructurales y sistemas complejos, principalmente dirigidos al sector de la Energía Nuclear y las Energías Renovables Marinas.

El centro tecnológico vasco IDEKO, miembro de la alianza BRTA, atesora una trayectoria de más de 30 años dedicados a la investigación, el desarrollo y la innovación de nuevas tecnologías aplicadas a la fabricación y la producción industrial. 

Fundado para dar respuesta a los retos de alto componente tecnológico de las empresas de máquina herramienta de la Corporación MONDRAGON, su actividad de I+D+i está orientada a ofrecer soluciones innovadoras que contribuyan a la competitividad del tejido empresarial y se articula en torno a cuatro grupos de investigación: Dinámica y Control, Procesos de Fabricación, TIC y Automatización y Diseño e Ingeniería de Precisión.

IDONIAL surge en el año 2019 tras la fusión de los centros ITMA y PRODINTEC, en una apuesta por asumir nuevos retos y proporcionar soluciones integrales a medida relacionadas con el desarrollo de materiales, la fabricación avanzada y la industria digital. Su apuesta por el desarrollo tecnológico y la innovación se materializa en sus más de 120 proyectos de I+D+i anuales y 7000 servicios tecnológicos realizados en una amplia gama de sectores (industria, salud, aeronáutico, automoción, defensa, entre otros). Todo esto no sería posible sin el experto equipo multidisciplinar con el que cuenta (más de 160 profesionales, 37 % doctores) y el equipamiento de última generación disponible en sus oficinas técnicas, talleres y laboratorios.