Como solucionadores de problemas, los ingenieros combinan el conocimiento práctico de la ciencia y las matemáticas para impulsar la creatividad y la innovación en beneficio de la sociedad. La ingeniería es un campo amplio y diverso, y el surgimiento de la Industria 4.0, la combinación de la Internet industrial de las cosas (IIoT), la automatización, la robótica y la fabricación aditiva, está teniendo un impacto significativo en las ramas de la automatización, incluidos los sistemas, ingeniería de procesos y diseño.
Ese impacto abarca desde cómo se diseñan los productos para la fabricación en fábricas inteligentes hasta el rediseño de las operaciones de la fábrica y los procesos de fabricación en sí. Los métodos de fabricación tradicionales están optimizados para la producción en masa. Las fábricas de Industria 4.0 están diseñadas para admitir la fabricación flexible y la personalización masiva. La personalización masiva y la entrega de productos más personalizados impulsan una mayor lealtad a la marca y aumentan el éxito comercial. Las diversas ramas de la ingeniería industrial son esenciales para desarrollar las innovaciones necesarias para respaldar la Industria 4.0.
Las herramientas que los ingenieros de diseño tienen a su disposición en la Industria 4.0 han avanzado. Están surgiendo nuevas técnicas de modelado computacional como los gemelos digitales y la realidad virtual. Junto con el desarrollo de AM, estas nuevas técnicas de modelado apoyan el desarrollo de formas complejas y estructuras internas ligeras y fuertes. Las herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) convencionales no ayudan a modelar superficies, formas y estructuras interiores muy complejas.
Las nuevas plataformas de diseño parecen crear y validar miles de opciones en tiempo real, identificar el diseño con la mejor relación costo / rendimiento y entregar los archivos de diseño listos para su uso por las células de trabajo automatizadas de AM. La tecnología Digital Twin es la más avanzada de las nuevas herramientas de modelado computacional que pueden utilizar los ingenieros de diseño. Un gemelo digital es una representación digital de todos los aspectos de un objeto físico, incluida su geometría, diversas limitaciones, capacidades de rendimiento, parámetros de fabricación, etc.
Estos Digital Twins pueden ser componentes individuales o conjuntos completos cuyas necesidades de diseño y producción se pueden optimizar simultáneamente. Con estas herramientas de diseño virtual, los equipos de ingeniería pueden colaborar desde diferentes ubicaciones en tiempo real durante todo el proceso de diseño. Debido a que Digital Twins se basa en un modelado multifísico completo, son robustos y están optimizados para capacidades específicas de procesos de fabricación. El uso de Digital Twins también respalda la innovación rápida y los plazos de desarrollo de productos más cortos.
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