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El software que predice cuándo fallará una máquina

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Del mismo modo que los investigadores médicos esperan poder emplear el análisis de ADN para ayudar a que los pacientes vivan más tiempo y tengan una vida más saludable, los ingenieros de Sentient Science investigan cómo maximizar la vida útil de las máquinas.

Es el objetivo de DigitalClone que, en palabras de la compañía, se trata de “un laboratorio de pruebas de cálculo basado en la nube, desplegado como un servicio para aumentar drásticamente las pruebas de productos que mejoran la vida útil del producto, reducen el fracaso y construyen componentes y sistemas mecánicos superiores”.

Sus ventajas pueden ser muy significativas, puesto que DigitalClone ayudaría a guiar las decisiones sobre cómo diseñar sistemas que tengan una durabilidad mayor y una eficiencia energética mucho mejor. Disponer de esta información codificada en un sistema digital haría las pruebas físicas más rápidas y más exhaustivas, además de menos costosas.

DigitalClone Live captura Compressor

Según afirma Ward Thomas, presidente y CEO de Sentient Science, cuya sede se encuentra en Buffalo (Nueva York), “lo que buscábamos hacer era difícil, nos pusimos a descifrar el genoma material”.

Para que esto sea posible, Sentient Science ha trabajado con el Ames Research Center de la NASA, para acumular grandes cantidades de datos sobre el rendimiento de los materiales más usados en la fabricación de piezas. La empresa cree que el software resultante, el DigitalClone, podría predecir con precisión la vida útil de una máquina.

Pero la compañía precisaba probarlo, y para ello buscaban una pieza de máquina que tuviera una historia larga y bien documentada. Y la encontraron. Tim Krantz, ingeniero de componentes mecánicos en Glenn, aportó una base de datos que contenía resultados de pruebas con engranajes de distintos materiales, formas, lubricaciones y parámetros de procesamiento.

Estos datos contaban con 25 años de valor y por lo tanto, eran el sujeto ideal para probar DigitalClone. Una aportación muy importante, puesto que las compañías no suelen ofrecer los datos sobre el rendimiento de sus productos.

Como su propio nombre indica, DigitalClone crea un gemelo digital de un componente o sistema y luego predice su rendimiento futuro, su vida útil y sus fallos. Esto es sobre lo que se conoce acerca de la física de la fricción, lubricación y desgaste.

Captura DigitalClone Live

Para comparar sus predicciones con datos de rendimiento almacenados, los ingenieros crearon un modelo digital de un engranaje de dientes rectos que la NASA les ofreció. Funcionó a la perfección. Fue entonces cuando Thomas se puso manos a la obra para crear el producto y hacer que estuviese disponible en el mercado.

A partir de ahí, Sentient realizó otras 11 ejecuciones de prueba con compañías como General Electric, Boeing y Sikorsky. Continuó el desarrollo de DigitalClone, basándose en sensores de una caja de cambios y utilizando datos en tiempo real para realizar las predicciones.

En junio de 2013 DigitalClone realizó su primera venta, cuando la empresa energética First Wind firmó un contrato para 218 de sus turbinas. A finales de 2014, Sentient ya había sido contratado para la prestación de servicios de pronóstico y de extensión de la vida útil para más de 5.000 aerogeneradores de ocho operadores en América del Norte.

La respuesta al nuevo enfoque de Sentient, el uso de la computación en lugar de las pruebas físicas fue rápida y entusiasta. Según Thomas, “en lugar de ejecutar las pruebas físicas durante un año y conseguir tres puntos de prueba, podemos darle miles de puntos de prueba en unos días”.

También a finales de 2.014, esta tecnología se usó en el telescopio espacial Hubble, el ejército lo usaba en el nuevo F35 de combate Joint Strike y en el Blackhawk, Apache y los helicópteros Super Sea Stallion. También Zimmer, compañía de dispositivos médicos, lo empleaba para analizar implantes de cadera.

Energias renovables

Los ocho operadores de turbinas eólicas que incorporaron DigitalClone eran capaces de optimizar sus máquinas y reducir el precio de la energía eólica, desde los 0,11 dólares kilowatt-hora hasta los 0,035 dólares. Una bajada en los costes realmente importante.

Thomas afirma que “DigitalClone está haciendo todo lo posible para hacer que las energías renovables sean económicamente viables, y estamos muy agradecidos a la NASA por presentarse en el momento justo”.

El progreso de esta tecnología podría aportar grandes beneficios en ámbitos muy variados, reduciendo los precios y constituyendo una aportación importante para el avance de las energías renovables.

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