Mejorar la sostenibilidad en la manufactura implica optimizar todo el ciclo de vida del producto, desde la adquisición de materiales y el transporte hasta el diseño, la producción, la distribución y la disposición al final de su vida útil.
Desafíos en la manufactura sostenible
Equilibrar la sostenibilidad con los objetivos empresariales, como la rentabilidad, sigue siendo una preocupación importante para los fabricantes. Un estudio de Ernst & Young reveló que los gemelos digitales podrían reducir los costos de construcción hasta en un 35%, lo que subraya la estrecha relación entre el consumo de recursos y los gastos de construcción.
No obstante, uno de los mayores obstáculos para impulsar la manufactura sostenible y reducir los costos operativos es la existencia de silos entre departamentos, plantas dentro de la misma organización y equipos de producción. Estos silos surgen de diversas cuestiones, como prioridades e incentivos conflictivos, falta de métricas de eficiencia energética y lenguaje común, así como la necesidad de nuevas habilidades y soluciones para cerrar estas brechas.
La gestión de datos también representa un desafío, ya que muchos fabricantes tienen dificultades para convertir grandes volúmenes de datos en información útil —en particular, aquellos que pueden impactar en los objetivos de sostenibilidad.
Un estudio de caso indicó que una cuarta parte de los encuestados reconocían que sus deficiencias en datos impactaban negativamente en la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental, con casi un tercio reportando que los datos estaban aislados para casos de uso locales.
Abordar estos desafíos requiere enfoques innovadores que destruyan barreras y utilicen datos para impulsar la sostenibilidad. La tecnología de gemelos digitales está demostrando ser una herramienta esencial en este esfuerzo.
El papel de los gemelos digitales en la manufactura sostenible
Los gemelos digitales a escala industrial, construidos sobre la plataforma de desarrollo NVIDIA Omniverse y la Descripción de Escena Universal (OpenUSD), están transformando la forma en que los fabricantes abordan la sostenibilidad y la escalabilidad.
Estas tecnologías alimentan gemelos digitales que toman datos de ingeniería de diversas fuentes y los contextualizan como aparecerían en el mundo real. Esto elimina los silos de información y ofrece una vista holística que puede compartirse entre equipos —desde ingeniería hasta ventas y marketing.
Esta mayor visibilidad permite a ingenieros y diseñadores simular y optimizar los diseños de productos, la disposición de instalaciones, el uso de energía y los procesos de manufactura antes de que comience la producción física. Esto facilita obtener mejores insights y colaboración, ayudando a los interesados a tomar decisiones más informadas para mejorar la eficiencia y reducir errores costosos y cambios de última hora que pueden resultar en desperdicio significativo.
Para transformar aún más cómo se diseñan y manufacturan los productos, Siemens está integrando las interfaces de programación de aplicaciones de NVIDIA Omniverse Cloud en su plataforma Siemens Xcelerator, comenzando con Teamcenter X, su software de gestión del ciclo de vida del producto basado en la nube.
Estas integraciones permiten a Siemens llevar el poder de la visualización fotorealista a datos y flujos de trabajo de ingeniería complejos, permitiendo a las empresas crear gemelos digitales basados en la física que ayudan a eliminar desperdicios de flujo de trabajo y errores.
Potenciando la eficiencia energética
Un factor a considerar para muchas industrias es cómo la creciente demanda de IA está superando la adopción de energías renovables. Esto significa que los líderes empresariales, particularmente los operadores de plantas de manufactura y centros de datos, deben maximizar la eficiencia energética y asegurar que cada vatio se utilice de manera efectiva para equilibrar los esfuerzos de descarbonización junto al crecimiento de la IA.
La mejor y más sencilla forma de optimizar el uso de energía es acelerar cada carga de trabajo posible.
Utilizando plataformas de computación acelerada que integran tanto GPUs como CPUs, los fabricantes pueden mejorar significativamente la eficiencia computacional.
Las GPUs, diseñadas específicamente para manejar cálculos complejos, pueden superar a los sistemas tradicionales basados solo en CPU en tareas de IA. Estos sistemas pueden ser hasta 20 veces más eficientes energéticamente cuando se trata de la inferencia y entrenamiento de IA.
Este avance en eficiencia ha generado ganancias substanciales en la última década, permitiendo que la IA aborde desafíos más complejos mientras se mantiene operaciones energéticamente eficientes.
El futuro de la manufactura sostenible: digitalización industrial
La próxima frontera en la manufactura es la convergencia de los mundos digital y físico en lo que se conoce como digitalización industrial o el «metaverso industrial». Aquí, los gemelos digitales se vuelven aún más inmersivos e interactivos, permitiendo a los fabricantes tomar decisiones basadas en datos más rápidamente que nunca.
Se prevé que los gemelos digitales transformen la forma en que se diseñan, manufacturan y dan servicio a los productos y experiencias.
Impulsando la producción sostenible
La colaboración entre Siemens y NVIDIA muestra el poder de los gemelos digitales y la computación acelerada para reducir el impacto ambiental causado por la industria manufacturera cada año. Aprovechando simulaciones avanzadas, insights de IA y datos en tiempo real, los fabricantes pueden disminuir desperdicios y aumentar la eficiencia energética en su camino hacia la descarbonización.
