miércoles, 20 de noviembre de 2019

Autodesk y Airbus demuestran el impacto del diseño generativo para la fabricación y la construcción



Por Raymond Deplazes

Tanto Autodesk como Airbus se dedican a ir más allá de los límites de las tecnologías avanzadas en búsqueda de la innovación y de un mundo más sustentable. Por lo que, no es de extrañar que las dos empresas se unan para cambiar radicalmente la forma en que se fabricarán y construirán las cosas en la industria aeroespacial en un futuro próximo.



El día de hoy, en Autodesk University en Las Vegas, Airbus ha revelado detalles de cómo está utilizando el Diseño Generativo para enfrentar los retos complejos de ingeniería, arquitectura y sistemas. La solución de estos desafíos permitirá que las empresas sean más inteligentes, eficientes y económicas, al mismo tiempo que atienden mejor las necesidades de su fuerza de trabajo y tienen un menor impacto negativo en el medio ambiente.


Conoce más sobre cómo el diseño generativo está inspirando el futuro de la exploración espacial.


Como parte de un esfuerzo continuo, Airbus está reimaginando múltiples componentes estructurales de aeronaves, aplicando el Diseño Generativo de Autodesk para desarrollar piezas más ligeras que superen los estándares de rendimiento y seguridad. En una industria en la que menos peso equivale a menos consumo de combustible, la utilización de este enfoque representa una gran oportunidad para reducir los efectos adversos de los viajes aéreos en el medio ambiente.



Airbus también está mirando más allá de las partes del avión hacia los procesos y espacios para fabricarlas, empleando el Diseño Generativo para el diseño de fábricas adaptables, certificadas por DGNB y LEED, con una logística racionalizada para facilitar la mejora de las condiciones de trabajo de los empleados y una mayor productividad.


Partición biónica 2.0

En 2015, Airbus presentó su primera prueba de concepto de Diseño Generativo. La "partición biónica" es una versión de nueva generación de la estructura de soporte de la pared y del asiento de salto que divide el compartimento de pasajeros de la cocina de un avión.



El diseño inicial era prometedor – 45 por ciento más ligero que la parte tradicional, pero igual de resistente. Airbus estimó que el nuevo enfoque de diseño podría ahorrar casi medio millón de toneladas métricas de emisiones de CO2 al año si se desplegara en su cartera de aviones A320.


Originalmente la intención era fabricar la nueva partición utilizando la fabricación aditiva de metales. Pero debido a una serie de variables en el mercado de la fabricación y los requisitos de materiales, quedó claro que sería necesario un proceso de fabricación alternativo. Afortunadamente, la tecnología de Diseño Generativo de Autodesk ha seguido madurando y ahora es capaz de optimizar múltiples técnicas de fabricación avanzadas durante la fase de diseño del desarrollo del producto.



Para Airbus, esto significaba que podían utilizar el Diseño Generativo para crear un molde de plástico impreso en 3D para la partición y, a continuación, fundir la pieza en una aleación que ya está calificada para el vuelo. La partición biónica 2.0 es tan resistente y ligera como su predecesora y puede fabricarse a escala de una manera más asequible.



"El diseño revisado hace que la partición biónica sea mucho más viable para la producción. El primer prototipo está en producción, esperamos terminarlo antes de finales de año", dijo Bastian Schaefer, diseñador de Airbus quien ha estado liderando la colaboración con Autodesk. "El proceso y la tecnología han evolucionado hasta el punto en que ahora podemos fabricar múltiples unidades a un costo considerablemente menor".



Airbus está en proceso de utilizar el Diseño Generativo para repensar otros componentes estructurales de la aeronave, incluyendo el borde de ataque del plano de cola vertical (VTP) del A320. El propósito de un VTP (o estabilizador vertical) en un avión es proporcionar estabilidad direccional y reducir la ineficiencia aerodinámica causada por el movimiento de lado a lado.



El Diseño Generativo está permitiendo al equipo evaluar cientos de alternativas de diseño que cumplen con los objetivos de rigidez, estabilidad y masa del VTP.



Fábrica del futuro

Las respuestas positivas a lo que el Diseño Generativo podía hacer por los componentes de los aviones llevaron a Airbus a explorar lo que la tecnología podría hacer por otras partes de su negocio. A principios de este año, el equipo comenzó a pensar en cómo se podría aplicar el Diseño Generativo al diseño de edificaciones, la distribución y los flujos de trabajo de sus fábricas.



Primero, estudiaron una línea de montaje para las alas del A350 en la que se requiere una cantidad significativa de mano de obra y varias herramientas diferentes. El objetivo era averiguar cómo se podía configurar una única bahía de fábrica para múltiples variaciones de alas de las diferentes generaciones del A350, con ubicaciones óptimas de las herramientas y rutas de desplazamiento, y con un mínimo de congestión y cuellos de botella.


Basándose en el éxito de este proyecto piloto, Airbus está centrando su atención en una fábrica completamente nueva para el montaje de motores, que se construirá el año que viene en un terreno vacío en su campus de Hamburgo, Alemania. El objetivo es, en última instancia, ensamblar los motores de forma más rápida, con flujos logísticos más eficientes y una mano de obra más numerosa, en una fábrica que pueda ampliarse y adaptarse para satisfacer las necesidades actuales y futuras de Airbus.



El equipo identificó 10 limitaciones para la evaluación por parte del sistema de Diseño Generativo, algunas de las cuales pesan más que otras, como la eficiencia y el costo.
  • Eficiencia del lote – cantidad total y proporción de espacio sobrante utilizable dentro de los límites del sitio y fuera de la huella del edificio.
  • Costo de construcción – características críticas para estimar el costo de construcción del edificio, incluyendo la estructura total del edificio, el número y tamaño de estructuras únicas, y el área de varios materiales utilizados en la fachada.
  • Sustentabilidad – características críticas para la certificación DGNB/LEED, incluyendo cubierta verde para los empleados, acústica de edificios, confort térmico, zonas de biodiversidad, superficies permeables y estacionamiento para bicicletas.
  • Condiciones de trabajo de los empleados – distancia desde las estaciones de trabajo hasta los baños (a ser minimizada); y vistas a las áreas verdes al aire libre desde las salas de reuniones, cafetería, salas de descanso y cocina.
  • Flujo logístico / flujo de pintura / flujo de motor (tres restricciones separadas) – rutas de flujo entre estaciones a lo largo de la secuencia de producción.
  • Experiencia del cliente – vistas desde el vestíbulo y otras zonas de clientes hasta las estaciones de montaje y las áreas verdes al aire libre.
  • Luz de día – cantidad de luz natural difusa en espacios críticos para la oficina, la producción y la experiencia del cliente.
  • Flexibilidad – potencial para que el edificio se expanda en el futuro, especialmente dentro de los límites del sitio original.



El Diseño Generativo proporcionó dos caminos que Airbus está considerando actualmente: un edificio más grande con una estructura no convencional, o los mismos elementos de fábrica optimizados para encajar en una estructura rectangular más pequeña.



"El Diseño Generativo nos está ayudando a crear un diseño arquitectónico más sustentable que tenga más en cuenta los factores humanos críticos y las condiciones de trabajo", dijo Schaefer. "También ha ampliado nuestra forma de pensar y nuestro enfoque del diseño, superando nociones preconcebidas y puntos ciegos. Sea cual sea el diseño que elijamos, sabemos que la fábrica funcionará más eficientemente y será menos costosa de construir".



Para Airbus, parece que el futuro de la fabricación y la construcción ha llegado.

No hay comentarios.:

Publicar un comentario