Juan de la Cierva: Industria eficiente y circular

TÍTULO DE PROYECTO:

Juan de la Cierva: Industria eficiente y circular
Herramientas de modelado en tiempo real de procesos de fabricación incluyendo flujos energéticos que mejoren la calidad y la circularidad del producto

DATOS GENERALES:

Programa: AYUDAS JUAN DE LA CIERVA-INCORPORACIÓN, CONVOCATORIA 2020
Referencia: IJC2020-043717-I
Fecha RESOLUCION: 29/11/2021
Fecha de ejecución: 01/05/2022-30/04/2025

PRESENTACIÓN Y OBJETIVOS:

Los sistemas de fabricación son complejos porque muchos parámetros influyen colectivamente en el rendimiento energético de los procesos de producción, incluyendo los relacionados con el medio ambiente, los componentes, el uso de materiales, máquinas, células, líneas y cadenas de suministro. La mejora de la eficiencia energética industrial generalmente requiere la integración de datos de energía en los sistemas de gestión de producción, tales como los datos históricos, datos en tiempo real así como los costes de energía previstos en tiempo real. Toda esta información se genera recopilando datos de sensores y generando información adicional mediante modelos relativamente simples basados, entre otras técnicas, en sistemas multiagente. Sin embargo, el rendimiento detallado de las máquinas, los procesos y el producto final (incluida su calidad y el rendimiento esperado en uso) es fundamental para la evaluación y, por lo general, no se considera adecuadamente y se incorpora a través de modelos algebraicos empíricos. En este marco y teniendo en cuenta una concienciación creciente de los problemas de circularidad, es necesario desarrollar enfoques novedosos que apoyen, en base a un conocimiento detallado, completo e instantáneo, la mejora del análisis de costes del ciclo de vida en empresas manufactureras con un consumo intensivo de energía.

Para desarrollar e implantar enfoques novedosos que mejoren la evaluación de costes del ciclo de vida, existen tres barreras principales: (1) La popularización de herramientas computacionales mejoradas para la evaluación energética que proporcionen un acceso rápido a información valiosa (conocimiento) y permitan una implementación sencilla; (2) la integración horizontal del conocimiento a lo largo de toda la cadena de valor; (3) la integración vertical del conocimiento y su contribución a los enfoques de manufactura eficiente.
Para hacer frente a los retos descritos, proponemos el uso de una combinación de TICs, para pasar del diagnóstico al pronóstico en el control de la evaluación de costes del ciclo de vida en la fabricación, preservando la calidad y la confidencialidad del producto.

Objetivo 1. Permitir el análisis de los flujos de energía con información termodinámica. A pesar de la reciente popularidad del aprendizaje automático en la industria, el desarrollo de modelos eficientes para el análisis de datos energéticos sigue siendo un reto. Proponemos adaptar las librerías de aprendizaje automático existentes desarrolladas en ITAINNOVA para permitir el cálculo de balances integrales a partir de los datos disponibles. De esta manera, el análisis de los datos se hace físicamente consistente, permitiendo enfoques de modelado robustos. Además, este método se integrará con información de simulación en tiempo real, calculada mediante CFD o FEM, de los procesos de fabricación.

Objetivo 2. Integrar en tiempo real el conocimiento vertical y horizontal disponible. La misma estructura de datos utilizada para los algoritmos de aprendizaje automático desarrollados para el Objetivo 1, se utilizará para abordar la optimización de múltiples recursos. Seguirá un análisis probabilístico y cubrirá los principales flujos de fabricación a lo largo del ciclo circular, que incluyen la energía, el agua y el material. La técnica de optimización minimizará el consumo de recursos primarios y la generación de residuos. La metodología se basará en la modelización multifísica de los procesos en colaboración con las empresas clientes del grupo de investigación. Se seleccionarán como casos de prueba los procesos de fabricación de productos de base biológica.

ENTIDADES PARTICIPANTES:

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN

PRESUPUESTO:

PRESUPUESTO TOTAL ITAINNOVA: 97.800 €

FINANCIACIÓN:

FINANCIACION TOTAL ITANNOVA: 97.800 €
La actuación Juan de la Cierva – María Herrando ha sido financiada por la ayuda referencia: IJC2020-043717-I- / MCIN/AEI / 10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR”, siendo IJC2020-043717- la referencia que figura en la resolución de concesión; MCIN el acrónimo del Ministerio de Ciencia e Innovación ; AEI el acrónimo de la Agencia Estatal de Investigación; y10.13039/501100011033 el DOI