Un gemelo digital detecta d�nde mejorar la seguridad del mobiliario y propone redise�os para nuevos prototipos

Un equipo multidisciplinar de especialistas del sector espa�ol de mobiliario y sus industrias afines ha desarrollado un sistema digitalizado que permite contrastar, antes de su proceso de fabricaci�n, si el mobiliario, tanto de uso p�blico como dom�stico, supera los requisitos de seguridad exigidos para su comercializaci�n.

El sistema realiza el ensayo a partir de la digitalizaci�n del producto f�sico, que avaluar� si el mueble supera los requisitos para el uso previsto y el mercado de destino, en funci�n de las complejas y numerosas normas y legislaciones para las que los productos necesitan variaciones.

Adem�s, el sistema de gemelo proporcionar� una valiosa informaci�n a la oficina t�cnica, antes de fabricar el nuevo prototipo a ensayar, despejando m�ltiples variables que interact�an en un dise�o que responde a criterios funcionales y est�ticos.

Este cambio de paradigma supone una revoluci�n para la industria, que realiza los ensayos, como es preceptivo, sobre prototipos reales que requieren posteriormente las modificaciones necesarias hasta superar las pruebas que garanticen la seguridad para el consumidor.

Tras varios meses de trabajo, los socios del proyecto GDM han generado para la industria del h�bitat una versi�n beta del modelo constructivo de gemelos digitales con inteligencia artificial que permite a las empresas anticiparse al cumplimiento de los requisitos normativos y legales que aplican a cada tipolog�a de mueble, desde la fase inicial de concepto y dise�o del producto.

Una vez construido el producto virtual, el modelo permite validar el dise�o y comparar los resultados con el producto f�sico y generar un aprendizaje mediante la inteligencia artificial.

A la izquierda, ensayo del producto f�sico; a la derecha, test virtual del gemelo digital del producto.

El consorcio de la iniciativa GDM �Investigaci�n y desarrollo de un modelo predictivo para la simulaci�n del comportamiento mec�nico de mobiliario con t�cnicas de gemelo digital� est� participado por el Instituto Tecnol�gico AIDIMME (AEI Madera-Mueble), la AEI Amuebla, la Agrupaci�n Espa�ola de Empresas Exportadoras, ARVET, el Centro Tecnol�gico CETEM, y la empresa Sancal Dise�o, y ha contado con la financiaci�n del Ministerio de Industria a trav�s de los Fondos Next Generation y el Mecanismo de Recuperaci�n y Resiliencia de la Uni�n Europea.

Para llevar a cabo este ambicioso proyecto, sus promotores han contado con la valiosa informaci�n de los ensayos realizados durante a�os sobre m�ltiples modelos y materiales, y que permitir� a los t�cnicos crear futuras replicas digitales de las m�quinas de ensayo (gemelos digitales) que someter�n los dise�os a las pruebas virtuales, en este caso del modelo inicial con la r�plica para mobiliario de asiento de una silla.

De este modo, se ha desarrollado un modelo constructivo de gemelo digital con un motor de inteligencia artificial basado en t�cnicas predictivas como aprendizaje de refuerzo, es decir, capaz de avanzar soluciones de optimizaci�n del dise�o a partir del repositorio hist�rico de las fichas t�cnicas de ensayos, combinado con los propios datos obtenidos por el sistema en tiempo real.

Detalle de un ensayo f�sico de la fatiga del respaldo de una silla.

Por tanto, este aprendizaje selectivo y secuencial de la inteligencia artificial ha generado un an�lisis predictivo que permite replantear la estructura dise�ada y sus materiales, y que ayuda en la complejidad de trasladar los m�ltiples factores que afectan al producto, como las distintas caracter�sticas de los materiales empleados, los herrajes, uniones, ensamblajes o soldaduras y las geometr�as de los dise�os, entre otras muchas variables.

Como consecuencia, se atender� a la fabricaci�n de un �nico prototipo que minimizar� los errores, reduciendo los costes y tiempos de acceso al mercado, y aportando as� un valor a�adido a toda la cadena productiva, impulsando la competitividad del tejido productivo del sector.

De esta forma, las AEI Madera-Mueble (Comunidad Valenciana) y Amuebla (Regi�n de Murcia), junto con sus socios, pretenden aumentar el conocimiento existente en estas tecnolog�as para realizar simulaciones previas a las fases de validaci�n de prototipos, de manera que se ofrezca a los dise�adores una informaci�n relevante a la hora de desarrollar productos que cumplan con la normativa de aplicaci�n.

En estos momentos, GDM perfila el acceso a una plataforma creada para consulta y visi�n r�pidas, donde se ofrecer� un repositorio de normas y ensayos para acceder una recreaci�n b�sica del ensayo, como paso previo al desarrollo del gemelo espec�fico con todas las caracter�sticas del producto.

De esta forma, la incorporaci�n de la Industria 4.0 a los procesos productivos en el sector espa�ol de mobiliario contar� en breve con esta herramienta que potenciar� la agilidad y flexibilidad de la fabricaci�n con productos finales que cumplan desde el origen de su concepto los est�ndares de seguridad.

Participantes

• AEI Madera-Mueble de la Comunidad Valenciana (titularidad de AIDIMME).
• AEI Amuebla (Agrupaci�n empresarial innovadora de fabricantes de muebles y afines de la regi�n de Murcia).
• Agrupaci�n Espa�ola de Empresas Exportadoras (ARVET).
• Centro Tecnol�gico del Mueble y la Madera de la Regi�n de Murcia (CETEM).
• Sancal Dise�o.