TWIN Maintenance 4.0: Integración GMAO-BIM y Realidad Aumentada en un Palacio de Congresos
Juan Navarro Arce
KAM
Sisteplant S.L.
1. INTRODUCCIÓN
El presente documento se enfoca en la integración de tres tecnologías como son BIM, GMAO y realidad Aumentada, utilizando como ejemplo el caso de uso desplegado en las instalaciones del Palacio Euskalduna de Bilbao, enmarcado dentro de Twin 4.0; proyecto de investigación financiado por la SPRI, entidad del departamento de Desarrollo Económico e Infraestructuras del Gobierno Vasco, el cual se trata de un proyecto donde han intervenido diversidad de actores tecnológicos, entre ellos SISTEPLANT y que ha consistido en la integración de:
- Un sistema de asistencia al mantenimiento mediante guiado por voz y realidad aumentada, desarrollado por INNOVAE, empresa líder del proyecto.
- Desarrollo de una plataforma de mantenimiento, integrando gemelo digital BIM, de las instalaciones a mantener por parte de SISTEPLANT, así como las bibliotecas BIM de repuestos de SALTOKI
- El desarrollo de la plataforma ha sido responsabilidad de la Fundación TECNALIA, que ha participado como agente de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e innovación.
- ONDOAN SERVICIOS ha contribuido al proyecto aportando la visión de usuario, basada en su experiencia de mantenimiento, así como facilitando el desarrollo de un piloto en las instalaciones de climatización del Palacio Euskalduna de Bilbao.
2. PLANTEAMIENTO
Aunque la velocidad a la que la tecnología evoluciona llega a niveles de vértigo, se ha de ser pragmáticos a la hora de focalizar las necesidades prioritarias contra las capacidades que ofrecen herramientas contrastadas. En este artículo se intenta orientar con un caso de uso real la forma en que convergen tecnologías disruptivas como son, BIM (que incluye además un potente acercamiento al gemelo digital), la Realidad Aumentada, y GMAO. Para empezar, haremos una breve introducción a estas tecnologías.
2.1. Definición de BIM
El término BIM significa Building Information Modeling o Modelado de Información de Construcción, donde el término «construcción» puede referirse a cualquier infraestructura o activo inmobiliario.
No existe una definición precisa de BIM que sea compartida por todos: se trata principalmente de un método de trabajo basado en un modelo 3D digital y paramétrico que contiene datos inteligentes y estructurados. Estos métodos permiten compartir información fiable sobre un equipo o infraestructura a lo largo de su ciclo de vida, desde el diseño hasta la demolición. El modelo digital es una representación digital de las características físicas y funcionales del equipo, edificio o infraestructura.
2.2. ¿Para qué sirve el BIM?
El BIM facilita y hace más eficiente la estructuración, el intercambio y el análisis de la información. Gracias a la modelización, la representación de datos en 3D simplifica la visualización de los distintos elementos de un edificio, equipo o máquina: redes eléctricas, tuberías, transmisiones, etc. Así, la digitalización permite simplificar las fases de construcción y mantenimiento de un edificio o equipamiento y obtener una visión virtual completa y detallada de los elementos que componen una estructura.
Además, el modelo facilita la comunicación entre los distintos actores de la construcción y el mantenimiento: el modelo digital estructurado permite una mejor colaboración entre todos los implicados, ya sea mediante el intercambio de datos o la posibilidad de trabajar sobre un único modelo.
A menudo considerado como una herramienta principalmente para el diseño y la construcción de bienes inmuebles, BIM es también muy útil para optimizar la gestión de estos activos -y por tanto su mantenimiento-, pero también de cualquier infraestructura y equipamiento compuesto por varios elementos.
2.3. Definición de GMAO
Un sistema de gestión de mantenimiento asistido por ordenador (GMAO) es una solución basada en software diseñada para ayudar a las organizaciones a administrar y mantener eficientemente sus equipos, activos e instalaciones mediante la automatización y optimización de los procesos de mantenimiento.
2.4. ¿Para qué sirve el GMAO?
Un GMAO organiza las operaciones de mantenimiento de una empresa, agiliza los procedimientos de correctivos y preventivos, e incluso predictivos, elimina montañas de papeles, mejora la comunicación del equipo y respalda la toma de decisiones de gestión rentables.
Las plataformas GMAO, son herramientas sólidas que se pueden usar en ordenadores de escritorio, tabletas y teléfonos inteligentes.
2.5. Definición de AR (Realidad Aumentada)
La Realidad Aumentada es un tipo de tecnología que nos permite sobreponer capas de información visual de forma digital sobre el mundo real que nos rodea. Dicha información se puede ver a través de diferentes dispositivos como pueden ser nuestros propios teléfonos móviles o gafas específicas.
Esto nos ayuda a generar experiencias que aportan un conocimiento relevante sobre nuestro entorno y que nos permiten recibir esa información en tiempo real.
Mediante la realidad aumentada el mundo virtual se entremezcla con el mundo real, de manera contextualizada, y siempre con el objetivo de comprender mejor todo lo que nos rodea.
2.6. ¿Qué utilidad tiene la AR en el mantenimiento?
Para el trabajo de mantenimiento, la realidad aumentada puede guiar al técnico a través de lo que se debe hacer, en la secuencia preferida. Por ejemplo, podría comenzar con la extracción de cubiertas y protectores y luego proceder al reemplazo de filtros y la verificación de los puertos de drenaje.
Para utilizar la realidad aumentada para el mantenimiento industrial, un técnico apunta la cámara a una máquina, un cableado eléctrico o una tubería y el sistema muestra las notas pertinentes en la pantalla. Las flechas en pantalla indican los elementos a los que se refieren las notas. Con esta tecnología, un técnico puede identificar el área problemática más rápidamente. Sabe qué tubería o cable es cuál, qué accionamiento controla qué motor, etc. El sistema podría decirle qué piezas de repuesto se necesitan e incluso si están en el almacén.
3. INTEGRACIÓN GMAO-BIM y REALIDAD AUMENTADA
Una vez explicados los conceptos básicos de las tres tecnologías, pasamos a explicar cómo estas tres tecnologías de forma integrada facilitan de forma notable la optimización de infraestructuras de cualquier tipo.
Al agrupar la información existente y las estructuras del árbol técnico de un equipo o un edificio, un programa de GMAO moderno puede, gracias al BIM, activar un módulo 3D que permite cruzar toda esta información y presentarla en un modo de visualización interactivo.
Con el tiempo, incluso será posible interconectarse con el sistema de gestión técnica del edificio, por ejemplo, para proporcionar mediciones en tiempo real o incluso para controlar a distancia determinados equipos.
Con la combinación de BIM y GMAO, todas las características técnicas y funcionales de un edificio se transcriben dentro del mismo sistema, lo que permite:
- facilitar la transferencia de datos relativos al edificio o al equipo del constructor al operador;
- ayudar a los operarios de mantenimiento a localizar cada equipo gracias a la visualización en 3D y a acceder rápidamente a las fichas técnicas;
- transmitir al propietario en tiempo real la información relativa al mantenimiento de sus activos.
Con la realidad aumentada, el mantenimiento industrial se puede realizar más rápido y con menos errores, lo que reduce el tiempo medio de reparación, mejora la disponibilidad de los equipos y reduce los tiempos de inactividad no planificados.
Los beneficios específicos de la AR incluyen:
- Diagnóstico más rápido de problemas, con menos tiempo dedicado a identificar componentes relevantes y consultar diagramas
- Trabajos de servicio y reparación más rápidos
- Rendimiento de servicio constante, independientemente de quién lo realice
- Menos dependencia de la experiencia de técnicos individuales
- Menos errores en la instalación o el mantenimiento
- No es necesario que los expertos viajen a un lugar, lo que ahorra tiempo y costos de viaje.
- Formación mejorada para nuevos técnicos
- Seguridad mejorada
- Asistencia remota en tiempo real
Algunos beneficios van más allá de las mejoras operativas directas. La función de mantenimiento es un recurso clave en casi todas las empresas industriales, pero se enfrenta a dos grandes desafíos. En primer lugar, la maquinaria de producción moderna es cada vez más sofisticada, con controles y sensores avanzados, funciones de red y necesidad de programación.
En segundo lugar, cada vez es más difícil retener y contratar especialistas con conocimientos profundos en las habilidades necesarias.
La realidad aumentada en el mantenimiento puede ayudar a gestionar los desafíos técnicos de la fuerza laboral al permitir que los técnicos trabajen en equipos con los que no están familiarizados. Puede guiar a los menos experimentados en las tareas de resolución de problemas, reparación y mantenimiento, con el apoyo de expertos externos según sea necesario. También ofrece capacitación en el trabajo al explicar qué es cada equipo y cómo se relaciona con otras partes de un sistema.
Los sistemas de gestión de mantenimiento (GMAO) avanzados de 4a generación (como lo es PRISMA) incluyen hoy prestaciones que los dotan de inteligencia funcional y se conectan de manera simple a otras aplicaciones relevantes en el ámbito de inmuebles como BMS (Building Management Systems), BIM (Building Information Modelling) y GIS (Geographical Information System) cuyo uso es relevante, como la georreferenciación de equipos, cuando hay activos dispersos.
La irrupción de los habilitadores 4.0 nos permite hoy dotar de inteligencia e integrar fuentes de información y gestión con orígenes diferentes pero un objetivo común, y es crear un mantenimiento óptimo de los activos sostenible económicamente en su ciclo de vida.
En el pasado, algunas de las funciones de integración eran factibles, pero no concurrían en un punto de uso como son los dispositivos de movilidad, o como es el caso, en dispositivos de Realidad Aumentada.
CASO DE USO TWIN 4.0 EN EL PALACIO DE CONGRESOS EUSKALDUNA
Twin 4.0 es un proyecto de investigación financiado por la SPRI (Agencia Vasca de Desarrollo Empresarial), entidad del departamento de Desarrollo Económico e Infraestructuras del Gobierno Vasco, aplicado en el Palacio de Congresos Euskalduna, y que ha consistido en:
- Un sistema de asistencia al mantenimiento mediante guiado por voz y realidad aumentada, desarrollado por INNOVAE, empresa líder del proyecto.
- Desarrollo de una plataforma de mantenimiento, integrando gemelo digital BIM, de las instalaciones a mantener por parte de SISTEPLANT, así como las bibliotecas BIM de repuestos de SALTOKI
- El desarrollo de la plataforma ha sido responsabilidad de la Fundación TECNALIA, que ha participado como agente de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e innovación.
- ONDOAN SERVICIOS ha contribuido al proyecto aportando la visión de usuario, basada en su experiencia de mantenimiento, así como facilitando el desarrollo de un piloto en las instalaciones de climatización del Palacio Euskalduna de Bilbao.
Toda infraestructura debe reunir las condiciones de confort adecuadas a la actividad que en ella se desarrolla, las instalaciones deben estar operativas en todo momento y con el mínimo consumo energético e impacto ambiental.
Este proyecto ofrece una solución innovadora para la gestión integral del mantenimiento con la incorporación de tecnologías como el gemelo digital basado en BIN, la realidad aumentada y el mantenimiento basado en la condición a través del GMAO.
El modelo BIM de información tridimensional del edificio conectado a los sistemas digitales, ofrece una visualización contextualizada y precisa de cualquier incidencia, así como una monitorización y control continuos de los parámetros de funcionamiento de las instalaciones. Los clientes de la solución tendrán disponible un portal web de repuestos donde podrán obtener de forma instantánea el modelo BIN con las características técnicas del producto, las soluciones alternativas, la disponibilidad de stock, el tiempo de entrega y la información de pedidos.
El gemelo digital, permite al gestor del edificio abordar los retos más complejos simplificando y automatizando los procesos de operación de un activo, además, la creación de modelos de comportamiento evita mantenimientos innecesarios o prematuros.
La tecnología de realidad aumentada posibilita que cualquier técnico pueda ser un experto en las operaciones críticas, los operarios disponen al instante de la información esencial gracias a la digitalización del conocimiento técnico y su acceso mediante medios inmersivos. Esta tecnología estandariza las operaciones técnicas y las resuelve con la máxima eficiencia minimizando los tiempos de intervención y los errores.
El mantenimiento basado en condición aumenta la fiabilidad, vida útil y seguridad en la infraestructura, reduciendo a la vez el coste y el impacto ambiental. Ofreciendo una plataforma de visualización, simulación, análisis y planificación de la actividad de mantenimiento de la infraestructura para tenerla en operación en todo momento, se lograr así la excelencia en la gestión, ahorrando energía y prediciendo la fiabilidad y el rendimiento de los sistemas del edificio.
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