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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


Datos en la nube


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

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


Sensores y medida


CONCLUSIONES

• Velocímetro Láser Doppler en cavitación.

• Medición de rugosidad y ruido en propulsores.





INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


Sensores y medida


CONCLUSIONES

1992: Se inaugura el canal de dinámica del buque.

CPMC.

Anillos rozantes.

Generador de olas.

Redes informáticas.





INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

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

Colaborativa


Ciberseguridad


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



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

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







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


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

INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


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

INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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®.





INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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.





INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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

INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


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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INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


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.





INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

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

INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


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

INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

Colaborativa


Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


Sensores y medida


CONCLUSIONES




INDICE

INTRODUCCIÓN







Gestión

Intraempresa

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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


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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INTRODUCCIÓN







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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


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

INDICE

INTRODUCCIÓN







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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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

INDICE

INTRODUCCIÓN







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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


Sensores y medida


CONCLUSIONES

Brazo de medida láser de alta precisión.

Control de calidad ISO 9001.Robotización en el futuro.





INDICE

INTRODUCCIÓN







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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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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Ciberseguridad


Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


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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Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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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Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

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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Datos en la nube


Tallado digital

Impresión 3D

Robótica avanzada


Sensores y medida


CONCLUSIONES

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