{"id":1737,"date":"2024-10-21T16:41:10","date_gmt":"2024-10-21T16:41:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grupossc.com\/blog\/?p=1737"},"modified":"2024-10-21T16:41:15","modified_gmt":"2024-10-21T16:41:15","slug":"no-es-demasiado-caliente-para-manipularlo-rauch-permite-el-mantenimiento-predictivo-del-horno-de-fusion-con-gemelos-digitales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/2024\/10\/21\/no-es-demasiado-caliente-para-manipularlo-rauch-permite-el-mantenimiento-predictivo-del-horno-de-fusion-con-gemelos-digitales\/","title":{"rendered":"No es demasiado caliente para manipularlo: RAUCH permite el mantenimiento predictivo del horno de fusi\u00f3n con gemelos digitales"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Considerado el metal estructural m\u00e1s ligero de la Tierra, el magnesio es cada vez m\u00e1s popular en la industria manufacturera. De hecho, se espera que el mercado mundial de aleaciones de magnesio supere los 6 mil millones de d\u00f3lares en 2027.<\/a> Las aleaciones de magnesio (mezclas de magnesio con otros metales como el zinc y el aluminio) son las preferidas por su relaci\u00f3n resistencia-peso, que aumenta su flexibilidad y capacidad de fundici\u00f3n para muchos procesos de fabricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

RAUCH Furnace Technology GmbH<\/a> (RAUCH FT) es una empresa familiarizada con las aleaciones de magnesio. La empresa con sede en Austria est\u00e1 considerada como l\u00edder mundial en el mercado de sistemas de fusi\u00f3n de magnesio y ofrece soluciones tecnol\u00f3gicas de alta calidad para la fusi\u00f3n de magnesio, zinc y metales no ferrosos.<\/p>\n\n\n\n

Las aleaciones de magnesio se procesan en hornos de fusi\u00f3n, como el horno de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH de la serie MSO, a temperaturas y presiones extremas. Uno de los componentes m\u00e1s importantes del horno es su crisol, la unidad, recipiente o recipiente dise\u00f1ado para contener los materiales que se van a fundir. Un mal funcionamiento del horno o de su crisol puede provocar retrasos importantes. Por este motivo, el mantenimiento es clave para su funcionamiento y rendimiento.<\/p>\n\n\n\n

El a\u00f1o pasado, con la ayuda de las oficinas de Austria y Alemania de CADFEM<\/a> , un socio de canal de Ansys Apex, RAUCH integr\u00f3 el software de simulaci\u00f3n de Ansys para desarrollar un enfoque de mantenimiento predictivo. Al adoptar la tecnolog\u00eda de gemelos digitales de Ansys y el software estructural, de fluidos y de optimizaci\u00f3n, RAUCH redujo el riesgo de falla del horno al monitorear digitalmente el crisol.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El horno de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH MSO1200B tiene una capacidad de fusi\u00f3n de 1.200 kg\/h (derecha) y durante el proceso de mantenimiento se utiliza el recipiente de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH MSB600E (izquierda) con una capacidad de contenido de crisol de aproximadamente 725 kg y una cantidad de dosificaci\u00f3n m\u00e1xima de 600 kg.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Integraci\u00f3n de gemelos digitales en tres fases<\/h2>\n\n\n\n

La integraci\u00f3n fue un proceso de tres fases. En un primer momento, los ingenieros utilizaron el software de simulaci\u00f3n de fluidos Fluent de Ansys<\/a> para realizar c\u00e1lculos de din\u00e1mica de fluidos computacional (CFD) de fluidos de fusi\u00f3n en la c\u00e1mara del horno y c\u00e1lculos qu\u00edmicos de combusti\u00f3n no premezclada. El equipo combin\u00f3 estos hallazgos con un estudio param\u00e9trico utilizando el software de optimizaci\u00f3n de dise\u00f1o e integraci\u00f3n de procesos optiSLang de Ansys <\/a>.<\/p>\n\n\n\n

El software Ansys optiSLang cuenta con varios m\u00e9todos para el dise\u00f1o de experimentos (DOE). El DOE determinista cl\u00e1sico, como una cuadr\u00edcula, es adecuado para unos pocos par\u00e1metros. Sin embargo, si hay varios par\u00e1metros, se utilizan algoritmos m\u00e1s adecuados y t\u00e9cnicas avanzadas como el muestreo de hipercubo latino (LHS).<\/p>\n\n\n\n

Los ingenieros de RAUCH utilizaron el m\u00e9todo LHS para seleccionar unos 100 puntos de muestreo. A continuaci\u00f3n, evaluaron el DOE utilizando el Metamodelo adaptativo de pron\u00f3stico \u00f3ptimo (AMOP), uno de los algoritmos de aprendizaje autom\u00e1tico (AutoML) del software optiSLang, y la matriz de coeficiente de pron\u00f3stico (COP) resultante.<\/p>\n\n\n\n

En esencia, un metamodelo es un modelo de un modelo y, como sugiere su nombre, AMOP es adaptativo. Esto significa que, despu\u00e9s del DOE inicial, AMOP crea autom\u00e1ticamente un metamodelo de pron\u00f3stico para los resultados. Encuentra regiones donde el metamodelo es favorable y regiones donde nuevas observaciones podr\u00edan mejorar la calidad. Con base en esta informaci\u00f3n, AMOP ejecuta autom\u00e1ticamente nuevas simulaciones para futuras iteraciones. Un an\u00e1lisis modal de los flujos de calor en la superficie del crisol fue el primer paso hacia la reducci\u00f3n del modelo y la creaci\u00f3n de una unidad de maqueta funcional (FMU).<\/p>\n\n\n\n

Mientras que la primera etapa involucr\u00f3 fluidos y optimizaci\u00f3n, la segunda etapa involucr\u00f3 estructuras. El equipo utiliz\u00f3 el software de an\u00e1lisis de elementos finitos (FEA) estructural de Ansys Mechanical<\/a> para analizar caracter\u00edsticas como los efectos transitorios durante el bombeo a chorro y otros procesos. La  herramienta de modelado de elementos finitos del lenguaje de dise\u00f1o param\u00e9trico de Ansys (APDL)<\/a>  ayud\u00f3 al equipo a calcular las tensiones locales en funci\u00f3n de los efectos transitorios, al tiempo que consideraba los efectos de la temperatura y las cargas mec\u00e1nicas. Los puntos de medici\u00f3n definidos a priori<\/em> para la geometr\u00eda del crisol informaron y definieron el modelo termomec\u00e1nico de orden reducido (ROM). Esta parte del flujo de trabajo fue guiada por CADFEM.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El software de optimizaci\u00f3n de dise\u00f1o e integraci\u00f3n de procesos Ansys optiSLang tiene varios m\u00e9todos para realizar un dise\u00f1o de experimentos (DOE), desde el DOE determinista cl\u00e1sico hasta t\u00e9cnicas m\u00e1s avanzadas como el muestreo de hipercubo latino (LHS).<\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El software Ansys Twin Builder se combina con la simulaci\u00f3n multif\u00edsica de Ansys para permitir el modelado de orden reducido (ROM), que reduce la complejidad del modelo y acelera los flujos de trabajo de simulaci\u00f3n.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Para la tercera y \u00faltima etapa, los ingenieros crearon un modelo gemelo digital utilizando la plataforma de gemelos digitales basada en simulaci\u00f3n Ansys Twin Builder<\/a> , combinando las mediciones y la ROM con una verificaci\u00f3n en vivo de los c\u00e1lculos de salida realistas. Para ampliar su uso, RAUCH incorpor\u00f3 el modelo gemelo digital en un microservicio con scripts de Python para implementarlo en una plataforma de nube externa.<\/p>\n\n\n\n

El microservicio es proporcionado por la empresa de consultor\u00eda de gemelos digitales de CADFEM, ITficient AG<\/a> , y consta de dos partes: un programador y un sistema de ejecuci\u00f3n. El programador toma medidas de los sensores f\u00edsicos de la celda de fundici\u00f3n a presi\u00f3n y las pasa al sistema de ejecuci\u00f3n. El equipo utiliz\u00f3 c\u00e1lculos de preprocesamiento para preparar los datos de entrada para el modelo, mientras que la ROM calcul\u00f3 los datos de salida sin procesar, que luego fueron manipulados por una rutina de posprocesamiento. Un ejemplo de una rutina desarrollada con CADFEM es la aproximaci\u00f3n de un grado de utilizaci\u00f3n basado en est\u00e1ndares comunes.<\/p>\n\n\n\n

El flujo de trabajo establecido permite al equipo abordar sensores virtuales espec\u00edficos de inter\u00e9s. El programador toma los c\u00e1lculos de los sensores virtuales y genera puntos de medici\u00f3n para el entorno de la nube. Como resultado, se puede acceder tanto a los sensores f\u00edsicos como a los virtuales en la visualizaci\u00f3n del entorno de la nube.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El horno de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH MSO1100R tiene una capacidad de fusi\u00f3n de 1.100 kg\/h y una capacidad de contenido de crisol de aproximadamente 1.550 kg.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Democratizando la simulaci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Florian Sipek, director de investigaci\u00f3n y desarrollo (I+D) de RAUCH, atribuye la exitosa integraci\u00f3n al apoyo de socios fuertes.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEn el caso de una empresa peque\u00f1a o mediana, en particular, necesitamos contar con una s\u00f3lida colaboraci\u00f3n\u201d, afirma. \u201cPor supuesto, no podemos representar todos los aspectos de un gemelo digital\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Sipek explica que la experiencia de RAUCH reside principalmente en simulaciones CFD, mientras que CADFEM apoya FEA e ITficient proporciona el microservicio.<\/p>\n\n\n\n

Aunque pasar del mantenimiento tradicional al mantenimiento predictivo requiere una apertura a las herramientas digitales, la experiencia de RAUCH demuestra que no requiere una gran experiencia en simulaci\u00f3n o gemelos digitales. De hecho, en muchos casos, las herramientas digitales ayudan a democratizar la simulaci\u00f3n mediante el uso de algoritmos integrados que simplifican procesos que de otro modo llevar\u00edan mucho tiempo y ser\u00edan complejos.<\/p>\n\n\n\n

Un ejemplo de ello es la capacidad ROM del software Twin Builder. Cuando se le pregunta c\u00f3mo el software Twin Builder y la funci\u00f3n ROM contribuyen a la eficiencia y eficacia de los procesos del horno de fusi\u00f3n RAUCH, Sipek reconoce que se trata de una mejora del flujo de trabajo y de la satisfacci\u00f3n del cliente.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEl proceso de digitalizaci\u00f3n est\u00e1 en pleno auge incluso en el sector de la fundici\u00f3n, que es muy tradicional\u201d, afirma. \u201cComenzamos con el registro de datos y el an\u00e1lisis manual, lo que al principio supuso un gran problema, pero con el tiempo nuestros clientes valoran cada vez m\u00e1s el esfuerzo [digital] y los resultados que se obtienen a partir de los datos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Los ingenieros de RAUCH reducen el riesgo de falla del horno al monitorear digitalmente el crisol utilizando la tecnolog\u00eda de gemelo digital y la simulaci\u00f3n multif\u00edsica de Ansys.<\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El horno de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH MSO1500R tiene una capacidad de fusi\u00f3n de 1.500 kg\/h y una capacidad de contenido de crisol de aproximadamente 2.830 kg.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Mirando hacia el futuro<\/h2>\n\n\n\n

Con un proyecto gemelo digital completado con \u00e9xito, Sipek espera integrar la tecnolog\u00eda con otros equipos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEl siguiente paso es la implementaci\u00f3n de gemelos digitales para hornos grandes y medianos\u201d, afirma. \u201cEl trabajo en las instalaciones de nuestro cliente es muy duro: altas temperaturas, suciedad, polvo y turnos. Es dif\u00edcil encontrar personal capacitado y motivado para este prop\u00f3sito. Queremos facilitarle la vida a las personas en la planta y en el horno con nuestra tecnolog\u00eda de gemelos digitales\u201d.<\/p>\n\n\n\n

RAUCH tambi\u00e9n quiere facilitarles la vida a sus clientes. Entre las ventajas que han obtenido con la integraci\u00f3n se encuentran:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Tiempo de inactividad minimizado<\/li>\n\n\n\n
  • Mantenimiento predictivo<\/li>\n\n\n\n
  • Limpieza predictiva<\/li>\n\n\n\n
  • Previsi\u00f3n de turnos mejorada<\/li>\n\n\n\n
  • Soluciones para problemas basados \u200b\u200ben procesos<\/li>\n\n\n\n
  • Mayor vida \u00fatil del crisol<\/li>\n\n\n\n
  • Monitoreo en tiempo real del estado del horno<\/li>\n\n\n\n
  • Entrenamiento preciso<\/li>\n\n\n\n
  • Reducci\u00f3n del coste de propiedad<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    \u201cEn los \u00faltimos a\u00f1os hemos aprendido que el conocimiento y el saber hacer de una empresa se pueden acelerar enormemente si se analizan los conjuntos de datos y se los interpreta\u201d, afirma. \u201cEn 2030, deber\u00edamos poder transformar todo tipo de datos en activos para nuestros clientes y para nuestro propio negocio. El gemelo digital es un gran paso adelante\u201d.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Las aleaciones de magnesio se procesan en hornos de fusi\u00f3n, como el horno de fusi\u00f3n de magnesio RAUCH de la serie MSO, a temperaturas y presiones extremas.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Considerado el metal estructural m\u00e1s ligero de la Tierra, el magnesio es cada vez m\u00e1s popular en la industria manufacturera. De hecho, se espera que el mercado mundial de aleaciones de magnesio supere los 6 mil millones de d\u00f3lares en 2027. Las aleaciones de magnesio (mezclas de magnesio con otros metales como el zinc y el aluminio) […]<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["post-1737","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1737","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1737"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1737\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1746,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1737\/revisions\/1746"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1737"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1737"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1737"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}