El Centro Tecnológico TEKNIKER coordina en el proyecto DIGIFORM el impulso de la IA o la sensórica para mejorar y optimizar la producción industrial. Asimismo, el Centro Tecnológico vasco lidera en el proyecto ADAPTA el diseño y desarrollo de soluciones de Inteligencia Artificial que, integradas en sistemas robóticos, permitan automatizar tareas logísticas, de mantenimiento y montaje. Del mismo modo, contribuye a acelerar la digitalización de la construcción de instalaciones de transporte en el proyecto INARTRANS 4.0.
Inteligencia Artificial para automatizar y digitalizar la fabricación aeronáutica
La digitalización de los procesos y medios productivos, cada vez más presente en los entornos de fabricación industrial, genera una gran cantidad de información de valor, junto con la información proporcionada por los modelos de simulación y los gemelos digitales, que requiere de nuevos avances tecnológicos para su correcto tratamiento y poder avanzar hacia una producción más sostenible, flexible y eficiente basada en el dato.
El proyecto DIGIFORM, en el que participa el Centro Tecnológico TEKNIKER ha arrancado este 2024 con el objetivo principal de desarrollar tecnologías habilitadoras, como la Inteligencia Artificial (IA) o la sensórica para impulsar la automatización y digitalización de la fabricación de componentes metálicos en el sector aeronáutico.
Concretamente, la iniciativa se centra en aumentar la eficiencia, sostenibilidad y productividad, así como en reducir los tiempos de puesta a punto de los procesos de transformación de chapa, respetando las elevadas exigencias de calidad, acabados o tolerancias geométricas de los productos finales.
Las tecnologías habilitadoras a desplegar en el proyecto se aplicarán en tres casos de uso: soldadura, lijado y pulido de piezas metálicas y peen forming.
Por un lado, se integrará un sistema de control del proceso de soldadura TIG (“Tungsten Inert Gas”) de chapas delgadas para minimizar las deformaciones y las distorsiones geométricas. Por otro lado, se trabajará en conseguir la automatización mediante herramientas de IA y tecnologías metrológicas de un proceso que actualmente se realiza manualmente como es el lijado y pulido de piezas metálicas.
Y finalmente se desarrollará una herramienta de apoyo al trabajador en la tarea de peen forming, también conocida como conformado de chapa por perdigoneado, que ayudará a definir y adaptar los diferentes pasos del proceso de fabricación en tiempo real.
“El proyecto sitúa las tecnologías de IA en el centro para desarrollar modelos basados en datos provenientes, tanto de los modelos físicos virtuales, como de los sistemas de fabricación reales a través de la monitorización e inspección. Estos modelos se emplearán para el control adaptativo y la optimización de los procesos y para mejorar los modelos físicos”, explica Oscar Gonzalo, investigador de TEKNIKER.
En el caso de TEKNIKER, su labor investigadora en el proyecto se centrará en el desarrollo de gemelos digitales de los sistemas robóticos para mejorar su precisión, el diseño de elementos sensorizados para los tres procesos, así como la captura y el análisis de los datos de la monitorización para el desarrollo de modelos de IA que asistan la toma de decisiones en los procesos. Este trabajo dará como resultado diferentes algoritmos de control y optimización de procesos que se emplearán en las celdas de fabricación robotizadas de los procesos desarrollados en el proyecto.
Todos los resultados esperados a lo largo de los tres años de duración de la iniciativa DIGIFORM, financiada por el programa TRANSMISIONES del CDTI y la Agencia Estatal de Investigación, se medirán y validarán con bajo el liderazgo de las empresas del grupo Aernnova; Intec Air y Aerometallic Tarazona. Mientras que los desarrollos tecnológicos contarán con la participación de MEK&BOT, Talleres Alju, Hexagon, Aernnova Engineering Division y AITIIP Centro Tecnológico, con la coordinación de TEKNIKER.
Cómo adaptar la automatización a la personalización masiva de productos
Por otro lado, la personalización masiva o mass customization, en inglés, es una estrategia de negocio que permite a las empresas adaptar sus ofertas a los clientes y satisfacer sus necesidades específicas sin dejar de minimizar los costes y maximizar la eficiencia. En esencia, consiste en crear un producto o servicio que sea único para cada cliente.
Sin embargo, la rápida y constante evolución en los productos que genera esta tendencia al alza en muchos sectores complica la integración de las estrategias clásicas de automatización que se emplean en automoción o en la industria de bienes de consumo, las cuales requieren de una importante inversión económica y largos tiempos de recuperación.
Con el reto de encontrar un modelo alternativo de automatización para fabricantes que trabajan con esta variabilidad en su producción y aumentar su productividad, el Centro Tecnológico TEKNIKER lidera el proyecto de investigación ADAPTA, financiado por el programa TransMisiones del Gobierno de España.
El objetivo principal de la iniciativa es concebir e implementar un modelo productivo flexible y reconfigurable que dote a las fábricas de una alta capacidad de adaptación y resiliencia ante cambios en el entorno.
Para ello, el proyecto buscará mejorar las capacidades de percepción de los sistemas robóticos actuales por medio de soluciones basadas en visión e Inteligencia Artificial (IA), sensores integrados e imágenes en 2D y 3D.
También se trabajará durante la iniciativa en el desarrollo de sistemas de manipulación que permitan adaptarse a situaciones desconocidas o cambiantes con mínima intervención humana y que consideren la presencia de personas y la interacción con las mismas, favoreciendo un entorno productivo colaborativo.
Como coordinador de la parte científica de la iniciativa, TEKNIKER se centrará en el desarrollo de modelos de IA que permitan reconocer espacios e identificar objetos y el despliegue de soluciones de manipulación a partir de los modelos de generación automática de puntos de agarre.
Además, mediante técnicas de aprendizaje por demostración, se tratará de acelerar el proceso de definición de tareas de ensamblado y manipulación y acortar las fases de programación; y se habilitarán infraestructuras digitales para la interoperabilidad, la compartición segura y soberana de datos y la gestión del ciclo de vida de los modelos de aprendizaje automático.
La metodología propuesta por el proyecto ADAPTA incluye la validación de los resultados obtenidos en un escenario industrial que proporcionará la compañía Schréder, socio del proyecto, en su planta de montaje de luminarias ubicada en la provincia de Guadalajara, donde el grupo multinacional concentra aproximadamente un 50% de su producción mundial.
En concreto, se probarán tres casos de uso representativos de operaciones de manipulación, montaje y logística en múltiples escenarios productivos: la carga y descarga de producto en línea de pintura, la línea de montaje colaborativa y la carga autónoma de pallets de producto terminado en camiones.
Financiado por el programa TransMisiones del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades del Gobierno de España, el proyecto ADAPTA cuenta con un consorcio coordinado por TEKNIKER e integrado por Smarttech, CT Ingenieros de Catalunya
Aeronáuticos, de Automoción e Industriales, Automatización de Sistemas y Aplicaciones Industriales (ASAI), División Industrial Artisteril, Bcnvision, Schréder Socelec, EURECAT y la Universidad Carlos III de Madrid.
La Inteligencia Artificial se sube al vagón de las infraestructuras de transporte
Asimismo, la digitalización y la aplicación de las nuevas herramientas de inteligencia artificial (IA) en los procesos industriales permiten mejorar la eficiencia de la producción, reducir tiempos de ejecución y minimizar costes. El sector de la construcción, y en particular el de las infraestructuras de transporte como el ferrocarril, presentan una oportunidad y un amplio margen de mejora en la implementación de estas tecnologías.
Ante este escenario, el Centro Tecnológico TEKNIKER participa en el proyecto INARTRANS 4.0, que ha comenzado este año, y tiene como objetivo principal acelerar la transformación digital del sector de la construcción de infraestructuras de transporte para aumentar su competitividad mediante el uso de soluciones de IA en toda la cadena de valor.
Dentro del proyecto, la IA se aplicará en varias áreas clave del desarrollo de las infraestructuras, como el ámbito de la construcción, donde su implementación estará orientada a mejorar la eficiencia, seguridad, productividad y calidad en todas las etapas del proceso, desde la planificación hasta la propia ejecución.
En paralelo, también se estudiará la aplicación de estas tecnologías en el ámbito de la gestión y el mantenimiento de las infraestructuras, que constituyen uno de los gastos operativos y de funcionamiento de mayor envergadura, para incrementar su eficiencia, seguridad y sostenibilidad.
Asimismo, se investigará el uso de la IA para desarrollar un sistema integral que analice y gestione grandes volúmenes de datos de diversas fuentes. Este sistema facilitará la operación unificada de infraestructuras en tiempo real y permitirá una automatización eficiente de los procesos.
Para cumplir con estos retos, TEKNIKER contará con un papel destacado dentro del proyecto gracias a su amplia experiencia y conocimientos en las tecnologías de estudio en la iniciativa.
Entre sus tareas se encuentra el desarrollo de una herramienta que asegure la interoperabilidad en la gestión de los permisos de construcción y los controles de cumplimiento. “Esta solución permitirá que todos los agentes involucrados en el proceso de construcción, desde las autoridades hasta las empresas, puedan acceder a la misma información de manera coherente y eficiente”, explica Francisco Javier Diez, investigador de TEKNIKER.
Al mismo tiempo, TEKNIKER se centrará en el análisis, explotación y procesamiento de la información crítica procedente de todas las fases de construcción y mantenimiento de las infraestructuras para mejorar la eficiencia, seguridad, productividad, calidad y sostenibilidad de todos los procesos.
“Implementaremos modelos de IA que permitirán optimizar el mantenimiento, gracias a la monitorización de manera continua del progreso y el estado de la infraestructura, dando respuesta a las necesidades de mantenimiento de manera proactiva”, concluye el investigador.
El proyecto INARTRANS 4.0, con fecha de finalización prevista para diciembre de 2026 y financiado por el programa TransMisiones del CDTI y la Agencia Estatal de Investigación, reúne a un consorcio formado por TEKNIKER, ACCIONA Construcción, GRUPO AZVI, INDRA Sistemas, JIG Internet Consulting, VIRTUALMECH, CTCON, INTROMAC, la Universidad de Alcalá y la Universidad Politécnica de Madrid.
