Desde hace mucho tiempo, el diseño de un producto se basa en un equilibrio entre rendimiento, coste, calidad y satisfacción de las necesidades del mercado. En los últimos años, un nuevo factor ha cobrado importancia en el proceso de diseño: la sostenibilidad.
La sostenibilidad pregunta: ¿Cuál es el impacto ambiental general durante todo el ciclo de vida de un producto?
En la fase de desarrollo y diseño se determina aproximadamente el 80% de la huella ambiental de un producto. Es en esta fase donde se toman decisiones sobre los materiales, sus fuentes, los métodos de producción, la eficiencia energética, incluidas las emisiones de carbono y el uso de recursos, y la estrategia de fin de vida útil del producto. Estas decisiones iniciales afectan las opciones de diseño y producción disponibles en etapas posteriores.
Sin embargo, las consideraciones de sostenibilidad deben extenderse más allá de las operaciones de una sola empresa. Deben incluir a los proveedores, distribuidores y socios logísticos para captar un panorama ambiental completo.
Cuanto antes se tomen estas decisiones en el proceso de diseño, mayor será el potencial de obtener resultados sostenibles y económicamente beneficiosos tanto en el producto como en los procesos de producción.
El papel de los datos y la digitalización
Los datos y la digitalización son esenciales para implementar un enfoque de diseño holístico. Las herramientas digitales permiten a las empresas crear un gemelo digital completo, que puede utilizarse para simular, probar y validar un producto a lo largo de todo su ciclo de vida.
Herramientas digitales para el desarrollo sostenible
Los productos modernos suelen incluir sistemas complejos que requieren la participación de diversas disciplinas de ingeniería. Esta complejidad exige entornos digitales fiables que favorezcan la colaboración y la innovación.
Las herramientas de simulación son un ejemplo de cómo la digitalización favorece el desarrollo de productos sostenibles. Los diseñadores e ingenieros pueden utilizar estas herramientas para probar y optimizar componentes individuales y garantizar un rendimiento coherente entre los diferentes sistemas y todo el proceso de producción.
Al integrar evaluaciones de sostenibilidad desde el principio, los equipos pueden tomar decisiones mejor informadas. Evaluar factores como las emisiones, el abastecimiento de materiales y los desechos de producción durante la fase de diseño ayuda a definir un espacio de diseño inteligente y sostenible.
Creación de un gemelo digital completo
Un gemelo digital completo que se extiende a la producción brinda información valiosa sobre todo el ciclo de vida de un producto, desde los costos logísticos y la eficiencia operativa hasta las opciones al final de su vida útil, como la reutilización o el reciclaje. Los datos precisos ayudan a refinar las decisiones y mejorar las métricas de sostenibilidad, lo que respalda la competitividad y el control de costos.
Integración de indicadores de sostenibilidad
Los indicadores de sostenibilidad deben integrarse en el gemelo digital desde el principio. Esto puede incluir datos en tiempo real de sensores físicos durante la producción, la entrega y el uso del producto, junto con sensores virtuales que utilizan modelos predictivos. Además, los datos empresariales pueden brindar información sobre factores como las emisiones de carbono y los costos de los materiales.
La combinación de sensores físicos y virtuales enriquece las simulaciones, lo que permite a las empresas realizar mejoras iterativas basadas en la retroalimentación. La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático pueden mejorar aún más este proceso al identificar discrepancias y permitir ajustes mediante actualizaciones o colaboraciones con socios proveedores.
Diseño para la sostenibilidad
Las industrias se enfrentan al desafío de innovar dentro de los límites de los recursos finitos. La verdadera sostenibilidad implica diseñar productos optimizados a lo largo de toda la cadena de valor. Esto requiere un enfoque basado en sistemas que aproveche los gemelos digitales y un flujo continuo de datos entre entornos reales y virtuales.
La digitalización y la automatización generan una gran cantidad de datos, lo que permite la creación de gemelos digitales completos que integran los mundos físico y digital. Esto garantiza un uso eficiente de los recursos y allana el camino para la optimización continua de productos y procesos.
El uso de datos para explorar diversos escenarios y predecir el rendimiento futuro permite a las empresas diseñar productos con una comprensión completa de su impacto ambiental, lo que conduce a soluciones superiores y más sostenibles.
Al adoptar estas prácticas, podemos avanzar hacia un mundo donde la sostenibilidad y la innovación vayan de la mano.
