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Integración delos ensayos y estudios hidrodinámicos

en la Industria Conectada 4.0

Emilio Fajardo JimenaJesús Valle Cabezas

Eloy Carrillo Hontoria

SECRETARIA DE ESTADO DE DEFENSA

56º Congreso de Ingeniería Naval e Industria Marítima

Madrid, 18 - 20 de octubre de 2017

Integración de los ensayos y estudios hidrodinámicosen la Industria Conectada 4.0

INTRODUCCIÓN

Revoluciones industriales

Las máquinas sustituyen a los animales. La vela se sustituye por las calderas y las máquinas alternativas. Carbón. Trabajo asalariado. Trabajadores cualificados.

INDICE

INTRODUCCIÓN

EVOLUCIÓN HISTÓRICA

1ª revolución industrial

MARCO DE LA INDUSTRIA 4.0

HABILITADORESDIGITALES

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Comunicación y datos

Ciberseguridad

Clústeres de cálculo

Datos en la nube

Mundo físico y digital

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sistemas de simulación

Sensores y medida

USO RACIONAL DE LOS RECUSOS

CONCLUSIONES

Acero, metalurgia, electricidad y electromecánica. Grandes motores Diésel. Petróleo y electricidad. Separa los que piensan y los que ejecutan. Cadenas de montaje.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Microelectrónica, informática, robótica, comunicaciones y biotecnología. Tecnificación de los elementos. Petróleo y electricidad. Producción flexible.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Digitalización y TIC. Sistemas ciber-físicos, productos inteligentes, Internet de las cosas, conectividad y “Big Data”.

Equipos digitales, sistemas de control y toma de decisiones. Energías limpias y materias primas sostenibles. Nuevos materiales. Nuevos sistemas de producción, distribución y comunicación.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS ENSAYOS Y ESTUDIOS HDIRODINÁMICOSA LO LARGO DE LAS REVOLUCIONES INDUSTRIALES

Objetivo: Avances para la integración de los ensayos y estudios hidrodinámicos en la Industria Conectada 4.0.

Origen: VEAMOS UN POCO DE HISTORIA

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Antes del siglo XIX:

• Análisis cualitativo.

• Especialistas, como en el Almirantazgo.

• Experiencia y prueba y error.

• Comparación de modelos a escala.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1867: William Froude comienza los ensayos con modelos.

William Froude desarrolla sus teorías.

1870: Se construye el canal de Torquay.

Comienzan los ensayos hidrodinámicos.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

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Colaborativa

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1928: Alfonso XIII – Orden de construcción del CEHIPAR.

1934: Se inaugura el CEHIPAR.

1935: Se ensaya el primer modelo en el CEHIPAR.

Comienzan los ensayos hidrodinámicos en España.

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Trazado de formas y cálculo manuales. Calculadoras y planímetros.

Dibujo de formas sobre la mesa de mármol.

Dinamómetros mecánicos con reloj de control.

Tallado de modelos manual en madera o parafina.

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1950: Prolongación del canal de aguas tranquilas.

1954: Inauguración del túnel de cavitación.• Ward-Leonard. Dinamómetro mecánico.• Regulación de velocidad analógica.• Construcción de hélices manual.• Sistema mecánico de vacío. Luz estroboscópica.

1970: Ensayos de maniobrabilidad y pruebas de mar.

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1973: Primer ordenador. Pronto el segundo. Pioneros.

1974: Nuevo carro de aguas tranquilas.

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

80´s:• Control numérico en la construcción de modelos.

Siemens de 108 entradas. Hito en el tallado.

• Control por ordenador en el carro de aguas tranquilas.

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

• Velocímetro Láser Doppler en cavitación.

• Medición de rugosidad y ruido en propulsores.

INDICE

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Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1992: Se inaugura el canal de dinámica del buque.

Anillos rozantes.

Generador de olas.

Redes informáticas.

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INTRODUCCIÓN

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Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

90´s:• Ensayos de maniobrabilidad en pantano.

GPS diferencial RTK.Modelo autónomo.

• Pruebas de mar.Equipos autónomos.Nuevos sensores. GSM y wifi.

INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

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Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

2010: Evolución natural hacia los sistemas digitales y conectados.

INDUSTRIA CONECTADA 4.0

¿Cuarta revolución industrial?

MARCO DE LA INDUSTRIA CONECTADA 4.0INDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

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Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Gestión

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Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

Gestión

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Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Transformación digital de la industria

INDUSTRIA CONECTADA 4.0

• Mejora simultánea de procesos, productos y modelos de negocio.

• Mediante la implantación de Habilitadores Digitales.

IMPLANTACIÓN DE LOS HABILITADORES DIGITALESINDICE

INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

Colaborativa

Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONESFuente: Ministerio de Industria, Energía y Turismo

IMPLANTACIÓN DE LOS HABILITADORES DIGITALESAplicaciones de gestión

INDICE

INTRODUCCIÓN

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Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Tecnologías de procesamiento de información obtenida de los otros grupos de habilitadores.

1. Aplicaciones de gestión intraempresa.

2. Plataformas de gestión colaborativa.

Aplicaciones de gestión intraempresa

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INTRODUCCIÓN

Gestión

Intraempresa

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Ciberseguridad

Datos en la nube

Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Gestión integrada interna. Procesos, productos y modelos de negocio.

• Ahorro de recursos y materiales.• Gestión documental.• Multiplataforma y acceso. Seguridad.

2001: Proyecto Atlantis. INTA.2003: Pionero en la Administración. Info XXI.

Plataformas de gestión colaborativa

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INTRODUCCIÓN

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

1. Trabajo simultáneo sobre los mismos documentos con MS SharePoint®.

2. Building/Bussines Information Modeling (BIM).

MS Office®.MS Project®.

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Building/Bussines Information Modeling (BIM).

Es un estándar en edificación e infraestructuras.Reduce costes 10% - 20%.Obligatorio para licitaciones públicas (2018 – 2019).Se espera que entre en la industria naval.

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Building/Bussines Information Modeling (BIM).

Estándares de diseño en 3D compatibles con BIM.

Plataformas OpenBIM.

IMPLANTACIÓN DE LOS HABILITADORES DIGITALESHabilitadores de comunicación y tratamiento de datos

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Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Tecnologías de comunicación y tratamiento de datos.

1. Sistemas de ciberseguridad.

2. Clústeres de cálculo.

3. Sistemas para compartir datos en la nube.

Sistemas de ciberseguridad

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Sensores y medida

CONCLUSIONES

Las comunicaciones son PELIGROSAS.

Falsa seguridad.

Hace falta protección.

Usar Internet sólo para labores empresariales.

Ciberseguridad de INTA y Ministerio de Defensa.

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Impresión 3D

Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Clúster de cálculo INTA:

Proceso:

22 nodos con 24 cores.

Xeon a 2,5 GHz.

Capacidad 21,12 Tflops.

Comunicaciones:

Red privada Infiniband FDR 56 Gb/s.

Latencia 0,7 µs.

Ancho de banda 6,8 GB/s.

Sistemas para compartir datos en la nube

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Sensores y medida

CONCLUSIONES

Las nubes públicas no son seguras.

INTA Cloud.

IMPLANTACIÓN DE LOS HABILITADORES DIGITALESHabilitadores de la hibridación del mundo físico y digital

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CONCLUSIONES

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Sensores y medida

CONCLUSIONES

Tecnologías que permiten enlazar los mundos físico y digital.

1. Sistemas de tallado digital de modelos.

2. Sistemas de impresión 3D.

3. Equipos de robótica avanzada.

4. Sistemas de simulación.

5. Sensores y equipos de medida digitales.

Sistemas de tallado digital de modelos

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Sensores y medida

CONCLUSIONES

Modelos de buques: Talladora de 5 ejes.

Modelos de hélices y apéndices: Tornos y fresadoras de control numérico.

Pronto talladora de 5 ejes, alta velocidad de muy alta precisión.

Sistemas de impresión 3D

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Impresora 3D aditiva pequeña de una boquilla.

Tecnología en gran expansión.Pronto impresora 3D de 2 boquillas.Requiere el rediseño de las piezas.Nuevas tecnologías en polvo.Departamento específico INTA.

Equipos de robótica avanzada

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Brazo de medida láser de alta precisión.

Control de calidad ISO 9001.Robotización en el futuro.

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Computational Fluid Dynamics (CFD).Simulación de fenómenos físicos.Hexápodo.Realidad aumentada.

Sensores y equipos de medida digitales

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Sensores y medida

CONCLUSIONES

Adquisición y desarrollo de equipos digitales de medida.

Dinamómetros de 6 componentes.Sistemas ópticos de medida de movimientos.Acoustic Doppler Velocimeter (ADV).Particle Image Velocimetry (PIV).Pitot de 5 agujeros.

USO RACIONAL DE LOS RECURSOSINDICE

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Cumplimiento del Acuerdo de París. Secretaría General ONU.

ISO 14001. Sistema de Gestión Medioambiental.

Las tecnologías digitales permiten:

• Ahorro de energía.• Ahorro de materiales.• Mejora de productos. Influye en el medioambiente.

CONCLUSIONESINDICE

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Tallado digital

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Evolución de la hidrodinámica marina. Desde la 2ª revolución industrial.

Los OPIs deben:

• Adaptarse a las necesidades de la Industria 4.0.• Impulsar el cambio y el trabajo colaborativo.• Implantar habilitadores digitales.

Ciberseguridad crítica. Hay que ser extremadamente cuidadosos.

Nivel de industrialización digital: el menor entre los colaboradores.

INTA - ICTS CEHIPAR apuesta por la Industria Conectada 4.0.

La Industria Conectada 4.0 es ya una realidad.

Hacia la Industria Conectada 4.1.

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Robótica avanzada

Sensores y medida

CONCLUSIONES

Integración de los ensayos y estudios hidrodinámicos en la ...³n de los... · •Ward-Leonard....

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Transcript of Integración de los ensayos y estudios hidrodinámicos en la ...³n de los... · •Ward-Leonard....

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