Memoria

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE 
CARTAGENA 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
 
Diseño e implementación de un 
gemelo digital en un proceso 
de fabricación automatizado 
TRABAJO FIN DE GRADO 
GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y 
AUTOMÁTICA 
Autor: Joan Torné Pérez 
Director: Óscar de Francisco Ortiz 
Cartagena, 10 de septiembre de 2022 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
ÍNDICE DE CONTENIDOS 2 
Índice de contenidos 
ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... 3 
LISTA DE ACRÓNIMOS Y GLOSARIO DE TÉRMINOS ......................................................................... 5 
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 6 
2. OBJETIVO .......................................................................................................................... 7 
3. INDUSTRIA 4.0 ................................................................................................................... 8 
3.1. Gemelo digital. .................................................................................................................. 10 
3.2. Fabricación digital y Puesta en marcha digital. ....................................................... 13 
3.3. Softwares de modelado y simulación para la creación de gemelos digitales. 15 
3.4. Portfolio de Siemens para gemelo digital. ................................................................ 20 
4. TECNOMATIX PLANT SIMULATION. ............................................................................. 38 
4.1. Entorno de trabajo ........................................................................................................... 40 
4.2. Objetos de modelado ...................................................................................................... 42 
4.3. Ejecución del modelo de simulación .......................................................................... 46 
4.4. Modelado de trabajadores y recursos. ....................................................................... 47 
4.5. Flujo de información y visualización de resultados de simulación.................... 48 
4.6. Lenguaje de programación SimTalk ........................................................................... 51 
5. ESTUDIO DE LA PLANTA Y PROCESO DEL INDUSTRIAL ......................................... 57 
5.1. Línea de embotellado. ..................................................................................................... 58 
5.2. Celda robotizada............................................................................................................... 59 
6. DISEÑO DEL GEMELO DIGITAL ..................................................................................... 63 
6.1. Presentación del gemelo digital modelado en Plant Simulation ......................... 65 
6.2. Llenadora Taponadora .................................................................................................... 70 
6.3. Encajado paletizado ........................................................................................................ 74 
6.4. Gestión de operarios ....................................................................................................... 80 
7. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 82 
8. REFERENCIAS ................................................................................................................. 83 
ANEXO: CÓDIGOS SIMTALK DE LOS DISTINTOS OBJETOS Y MÉTODOS ........................................... 86 
I. Línea de embotellado ...................................................................................................... 86 
II. Celda robotizada............................................................................................................... 91 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
ÍNDICE DE FIGURAS 3 
Índice de figuras 
Figura 3.1 Progreso de la Industria .......................................................................................................... 8 
Figura 3.2 Técnologías habiilitadoras de la industria 4.0 ........................................................................ 9 
Figura 3.3 Realimentación entre el espacio virtual y el real ................................................................. 10 
Figura 3.4 Creación del gemelo digital a partir de un sistema real y posibles tecnologías implicadas . 12 
Figura 3.5 Diagrama de ejecución con la metodología tradicional ....................................................... 14 
Figura 3.6 Diagrama de ejecución con VC ............................................................................................. 15 
Figura 3.7 Ejemplo de uso de SimEvent ................................................................................................ 17 
Figura 3.8 Logo FlexSim[10] ................................................................................................................... 17 
Figura 3.9 Ejemplo de una planta simulada con FlexSim ...................................................................... 18 
Figura 3.10 Ejemplo de uso de VR en FlexSim ....................................................................................... 19 
Figura 3.11 Logo AUTODESK Tandem .................................................................................................... 20 
Figura 3.12 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM .................................. 21 
Figura 3.13 Ciclo de vida del producto .................................................................................................. 21 
Figura 3.14 Presentación de Teamcenter .............................................................................................. 22 
Figura 3.15 Capacidades y ventajas de Teamcenter ............................................................................ 23 
Figura 3.16 Integración de Teamcenter ................................................................................................ 23 
Figura 3.17 integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de 
producto ............................................................................................................................................... 24 
Figura 3.18 Presentación de NX ............................................................................................................ 24 
Figura 3.19 Ejemplo de uso de NX para diseño ..................................................................................... 25 
Figura 3.20 Presentación de Simcenter 3D ........................................................................................... 25 
Figura 3.21 ejemplo de uso de Seamcenter en un ensayo de fatiga de material ................................. 26 
Figura 3.22 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de 
Proceso .................................................................................................................................................. 27 
Figura 3.23 Presentación de Line Designer ........................................................................................... 27 
Figura 3.24 Ejemplo de uso de la para la obtención del layout de una planta A) Diseño en NX, B) 
Visión en planta, C) Layout ................................................................................................................... 28 
Figura 3.25 Ejemplo de planta usando elementos creados por nube de puntos ................................. 29 
Figura 3.26 Ejemplo de uso de Teamcenter Manufacturing para la simulación de una operación 
manual [16]. ..........................................................................................................................................30 
Figura 3.27 Presentación de Plant Simulation ...................................................................................... 30 
Figura 3.28 Presentación de Process Simulate .................................................................................... 31 
Figura 3.29 Ejemplo de uso de Process simulate para la simulación de robots de soldadura ............. 32 
Figura 3.30 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de 
Rendimiento .......................................................................................................................................... 33 
Figura 3.31 Softwares que permiten el VC ........................................................................................... 33 
Figura 3.32 Representación esquemática de como ejecutar el VC en el entorno de Siemens ............ 34 
Figura 3.33 Ejemplo de uso de Plant Simulation para VC ..................................................................... 35 
Figura 3.34 Presentación de OPCENTER ............................................................................................... 35 
Figura 3.35 Presentación Mindsphere .................................................................................................. 36 
Figura 3.36 Funcionalidades de MindSphere ....................................................................................... 37 
Figura 4.1 Menú de ayuda de Tecnomatix Plant Simulation ................................................................. 38 
Figura 4.2 Plant Simulation start page .................................................................................................. 39 
Figura 4.3 Entorno de trabajo en plant simulation .............................................................................. 40 
Figura 4.4 Añadir elementos a la ventana de modelado ...................................................................... 41 
Figura 4.5 Clases, subclases y herencia ................................................................................................ 43 
Figura 4.6 Mobile Units ......................................................................................................................... 43 
Figura 4.7 objetos principales de Material Flow ................................................................................... 44 
file:///C:/Users/mikep/Desktop/Documento%20TFG/0-TFG/Rev12_Diseño%20e%20implementación%20de%20un%20gemelo%20digital%20de%20un%20proceso%20de%20fabricación%20automatizado.docx%23_Toc114151550
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
ÍNDICE DE FIGURAS 4 
Figura 4.8 EventController ..................................................................................................................... 46 
Figura 4.9 Resources .............................................................................................................................. 47 
Figura 4.10 Librerías de flujo de información y visualización de resultados de simulación .................. 49 
Figura 4.11 Métodos predefinidos por Plant Simulator ........................................................................ 49 
Figura 4.12 Captura de ejemplo de uso de las gráficas ......................................................................... 50 
Figura 4.13 lustración 4.1 Notación de SimTalk 1.0 (izquierda) frente a SimTalk 2.0 (derecha) ......... 52 
Figura 4.14 Anonymmous identifier ..................................................................................................... 52 
Figura 4.15 Comentarios en SimTalk ..................................................................................................... 53 
Figura 4.16 Lista de palabras clave ....................................................................................................... 53 
Figura 4.17 Ejemplo de asignación de un objeto a través de su ruta.................................................... 54 
Figura 4.18 Tipos de dato .................................................................................................................... 54 
Figura 4.19 Lista de operadores matemáticos ...................................................................................... 55 
Figura 4.20 Lista de operadores lógicos ............................................................................................... 55 
Figura 4.21 Métodos y atributos asociados a las MUs ........................................................................ 56 
Figura 5.1 Vista en planta de la línea completa .................................................................................... 57 
Figura 5.2 Vista en planta de la celda de paletizado ............................................................................ 59 
Figura 5.3 Disposición de las garrafas de 20l en palé ........................................................................... 61 
Figura 5.4 Disposición de garrafas de 5l en palé .................................................................................. 62 
Figura 6.1 vista en 3D de la planta ........................................................................................................ 63 
Figura 6.2 Pasos para conducir un estudio de simulación .................................................................... 64 
Figura 6.3 Diagrama de modelado ....................................................................................................... 65 
Figura 6.4 Vista en planta del modelo 3D ............................................................................................. 66 
Figura 6.5 librería de clases creada por el usuario ................................................................................ 67 
Figura 6.6 a) Garrafa sin nada b) Garrafa con tapón c) Garrafa con tapón y etiqueta ......................... 68 
Figura 6.7 Modelo de la garrafa de 5l, el de la derecha se emplea para introducirlo en el encajado .. 68 
Figura 6.8 caja, cartón y palé ................................................................................................................. 69 
Figura 6.9 ............................................................................................................................................... 69 
Figura 6.10 Llenadora taponadora ........................................................................................................ 70 
Figura 6.11 Alimentación de botellas .................................................................................................... 71 
Figura 6.12 llenadora ............................................................................................................................. 71 
Figura 6.13 Conveyor y sensores de la llenadora .................................................................................. 72 
Figura 6.14 Taponadora......................................................................................................................... 72 
Figura 6.15 Pesadora dinámica y rechazo ............................................................................................. 73 
Figura 6.16 Etiquetadora ....................................................................................................................... 73 
Figura 6.17 Taponado y etiquetado de las garrafas de 5l ..................................................................... 74 
Figura 6.18 Modelo ‘EncajadoPaletizado’ ............................................................................................. 74 
Figura 6.19 Agrupación de producto 20l ............................................................................................... 75 
Figura 6.20 Agrupación de producto 5l ................................................................................................. 75 
Figura 6.21 Formadora de cajas ............................................................................................................ 76 
Figura 6.22Estación de encajado .......................................................................................................... 76 
Figura 6.23 Precintadora ....................................................................................................................... 77 
Figura 6.24 Robot .................................................................................................................................. 78 
Figura 6.25 ............................................................................................................................................. 78 
Figura 6.26 Alimentador y centrador de palé ....................................................................................... 79 
Figura 6.27 Salida de palé terminado .................................................................................................... 80 
Figura 6.28 Operario introduciendo las garrafas a la planta ................................................................. 80 
Figura 6.29 Fallos del Robot .................................................................................................................. 81 
Figura 6.30 vista en 2D del Broker y el WorkerPool .............................................................................. 81 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
LISTA DE ACRÓNIMOS 5 
Lista de acrónimos y glosario de términos 
4RI: Cuarta Revolución Industrial 
AGV: Automatic Guided Vehicle 
API: Application Programming Interface 
BIM: Building Information Modeling 
BOM: Bill Of Materials 
CAD: Computer Aided Desing 
CAE: Computer Aided Engineering 
CAM: Computer Aided Manufacturing 
DES: Discrete Event Systems 
DLL: Dynamic-Link Library 
DM: Digital Manufacturing 
EBOM: Engineering Bill Of Materials 
GUI: Graphical User Interface 
HMI: Human Machine Interface 
HTTP: Hypertext Transfer Protocol 
HW: Hardware 
IOT: Internet Of Thing 
ISO: International Organization for Standardization 
MBOM: Manufactoring Bill Of Materials 
MOM: Manufacturing Operation Manager 
MU: Mobile Unit 
PLC: Programmable Logic Controller 
PLM: Product Lifecycle Management 
REST: Representational State Transfer 
SDK: Software Development Kit 
SW: Software 
VC: Virtual Commissioning 
VDI: Verein Deutscher Ingenieure 
VR: Virtual Reality 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 1 - INTRODUCCIÓN 6 
 
1. Introducción 
 
En la actualidad, los fabricantes a escala industrial se enfrentan a una mayor demanda, 
situación que deben solventar reduciendo el tiempo de comercialización de sus productos. 
Al mismo tiempo, los clientes esperan recibir productos de alta calidad a un precio 
razonable. Esto genera la necesidad de optimizar su ciclo de desarrollo para seguir siendo 
competitivos en el mercado. 
 
Los sistemas de producción industrial están impulsados por la demanda cambiante que exige 
una adaptación de la producción a una velocidad acelerada por las demandas cambiantes y 
la competencia inherente a un mercado global, el concepto de industria 4.0 ofrece 
herramientas para afrontar todas estas fluctuaciones, ya sea mediante su integración en los 
modelos de negocio de las organizaciones, como aquellos asociados a la cadena de 
fabricación y suministro. 
 
La llamada cuarta revolución industrial supone la aparición de nuevas tecnologías que 
facilitan el análisis avanzado de datos y permiten probar nuevas configuraciones sin correr 
riesgos de una forma muy asequible. El “Gemelo Digital” (Digital Twin) es una de las 
tecnologías más prometedoras para alcanzar la fabricación inteligente y se caracteriza por la 
integración fidedigna de los espacios cibernéticos y físicos. Esta tecnología ayuda a reducir el 
tiempo de inactividad de los recursos, mejorar el rendimiento y la calidad del producto, 
reducir los costos de fabricación y garantizar la seguridad de la operación. 
 
Los softwares comerciales actuales para la simulación de sistemas automatizados tales como 
Tecnomatix Plant Simulation de Siemens, pueden ser interesantes para probar los planes de 
producción con anterioridad y obtener datos de la cadena de fabricación. Con esto, las 
empresas podrían realizar análisis de costos en el proceso de producción y prever el costo de 
producir lotes específicos que requieren tareas adicionales. 
 
Palabras clave: Industria 4.0, Digital Twin, gemelo digital, simulación, sistemas 
automatizados, Tecnomatix Plant Simulation. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 2 - OBJETIVO 7 
 
2. Objetivo 
 
Este Trabajo de Fin de Grado se realiza dentro del contexto de la empresa BINARII 
AUTOMATION ENGINEERING, y pretende ser una primera toma de contacto con 
herramientas de aplicación para la digitalización de la industria manufacturera mediante el 
uso del software de simulación de procesos industriales Siemens Tecnomatix Plant 
Simulation en una línea automatizada de embotellado y paletizado de fertilizante líquido de 
uso agrario. 
 
Debido a que el software a utilizar no es de uso habitual durante el Grado, se creó un 
gemelo digital de las instalaciones de un cliente de la antes mencionada empresa con el fin 
de dar conocer dicho software y establecer una familiarización con este tipo de tecnología. 
 
Este Trabajo tiene, por tanto, como objetivo modelar un gemelo/réplica digital de una línea 
de embotellado automatizada, así como su simulación, discusión del potencial del software 
y proponer futuras líneas de desarrollo. Para este fin, se detalla la configuración del gemelo 
digital, describiendo paso a paso el modelado y la lógica introducida. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 8 
 
3. Industria 4.0 
 
La cuarta revolución industrial, llamada también industria 4.0 representa una nueva etapa 
en la organización y control de la cadena de valor industrial. 
 
La base de la industria 4.0 son la digitalización e interconexión, a través de la aparición de 
máquinas inteligentes que cuentan con sistemas de SW embebidos, emplean sistemas de 
control modernos y cuentan con una dirección de Internet para comunicarse entre sí a 
través del sistema IOT. De esta manera se conecta a la red y se comunican entre sí los 
productos con los medios de producción, permitiendo nuevas formas de producción. 
 
 
Figura 3.1 Progreso de la Industria [17] 
 
La Industria 4.0 nace de ciertos avances sobre las tecnologías digitales y de automatización 
desarrolladas a lo largo de la tercera revolución industrial. Estas nuevas tecnologías son las 
que aparecen en la figura 3.2. Todo esto facilita el análisis de datos avanzados y permiten 
probar nuevas configuraciones sin correr riesgos de una forma muy asequible. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 9 
 
 
Figura 3.2 Técnologías habiilitadoras de la industria 4.0 [1] 
 
La implementación de estas tecnologías en la industria conlleva una nueva manera de 
organizar los medios de producción, dando lugar a fábricas inteligentes en las cuales existe 
una interconexión entre las máquinas y los sistemas de la propia fábrica, así como con el 
exterior (clientes, proveedores, análisis de oferta y demanda, etc.) 
 
Las llamadas fábricas inteligentes se caracterizan por su conectividad, flexibilidad, 
descentralización, predicción y trasparencia y como dijo Kagermann, Wahlster y Helbig, 
“Constituyen un Hogar, un Ecosistema, donde conviven la digitalización de extremo a 
extremo, los procesos y productos inteligentes, y las tecnologías habilitadoras” [1],[3]. 
 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 103.1. Gemelo digital. 
 
El origen del término gemelo digital (Digital Twin) se atribuye a Michael Grieves y su trabajo 
con John Vickers de la NASA, y Grieves presentó el concepto en una conferencia sobre la 
gestión del ciclo de vida del producto en 2003. Los autores hablaron de un mundo donde un 
modelo virtual de un producto proporcionaría las bases para la gestión del ciclo de vida del 
producto [5]. 
 
 
Figura 3.3 Realimentación entre el espacio virtual y el real [5] 
 
 
Un gemelo digital, es una representación virtual de un producto, servicio o proceso físico, 
que se emplea a lo largo de todo el ciclo de vida del producto para simular, predecir y 
optimizar el producto y sistema de producción antes de invertir en prototipos y activos 
físicos [15]. 
 
Al gemelo digital se le pueden vincular los datos en tiempo real captados por los distintos 
sensores y tarjetas de adquisición de datos, añadiéndolos a las bases de datos de Big Data. A 
través del gemelo digital podemos testear las debilidades del producto, sometiéndolo a 
distintas pruebas y test, evitándose así todos los costes que conlleva la construcción de 
prototipos. 
 
A continuación, se definirán algunos conceptos que serán de utilidad para entender mejor 
esta tecnología y el ámbito en que se emplea [3][4]: 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 11 
 
Simulación: Se trata de la representación de un sistema real en un modelo experimental 
para extraer conclusiones transferibles a la realidad. Simular significa preparar, implementar 
y evaluar experimentos para dicho modelo 
 
Sistema: se define como un conjunto aislado de elementos interconectados que 
interaccionan entre sí. 
 
Modelo: Réplica simplificada de un sistema real siendo una representación del mismo que se 
comporta con un nivel de exactitud aceptable dentro de unas condiciones concretas. 
 
Ejecución de simulación: se trata la réplica del comportamiento del sistema en el modelo de 
simulación dentro de un período específico. 
 
Experimento: Estudio empírico específico del comportamiento de un modelo a través de una 
serie de simulaciones de su comportamiento. 
 
Con el avance de la tecnología, la aparición de computadores más potentes y su progresiva 
democratización con precios más asequibles ha hecho que cada vez haya menos limitaciones 
en cuanto a él qué y cómo se puede simular con la aparición de modelos más complejos y 
exactos. Esto hace que cada vez más personas se beneficien del uso de este tipo de 
soluciones tanto en ámbitos académicos como en departamentos de I+D o su completa 
instauración como una herramienta más dentro de la industria. 
 
En la industria las simulaciones son ampliamente utilizadas en los proyectos de ingeniería, 
destacando su uso en la fase de planificación (determinar la cantidad necesaria de recursos, 
validar y optimizar parámetros, proporcionar una prueba de concepto…) y de operación 
(optimizar estrategias de control, verificar la utilización de recursos y el inventario, analizar 
influencia de fallos e interrupciones…) 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 12 
 
 
Figura 3.4 Creación del gemelo digital a partir de un sistema real y posibles tecnologías implicadas [2] 
 
El uso de gemelos digitales en el desarrollo de un proyecto industrial permite: 
• Simular en el propio modelo digital antes de llevarlas a cabo en el mundo físico, Con 
el objetivo de encontrar la solución más idónea, sin modificar la cadena de 
producción real 
• Encontrar cuellos de botella y posibles mejoras en los productos y sistemas de 
producción. 
• Toma de decisiones certeras y eficientes. 
• Realizar análisis y mantenimiento predictivo para poder prevenir fallos y errores que 
podría aparecer con el producto ya en el mercado y evitar así posibles pérdidas 
económicas. 
 
Se puede distinguir tres tipos de gemelo digital en función de su objetivo [2],[15]: 
 
1. Gemelo digital de diseño de producto: Se trata del modelo virtual en 3D del producto, se 
puede emplear para validarlo virtualmente, desde las piezas que componen cualquier 
objeto hasta la maquinaria e instalaciones completas. Con el podemos evitar el 
prototipado, traduciéndose en una reducción del tiempo de desarrollo, una posible 
mejora del producto al evitar la metodología de “prueba y error”. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 13 
 
2. Gemelo digital de producción: Destinado a simular un proceso de fabricación de un 
producto, incluyendo desde un modelo de la fábrica en tres dimensiones hasta cada uno 
de sus procesos con sus tiempos, eficiencias, fallos y demás parámetros. Ayudan en el 
proceso de validación de un proceso productivo antes de que este se lleve a cabo o bien 
para determinar si el proceso adoptado es el más adecuado. 
 
3. Gemelos de rendimiento: Una vez diseñado el producto y su proceso de fabricación, todo 
esto ya implementado en el mundo real se podría realimentar el gemelo digital del 
producto volcándole toda la información que se extraiga de la realidad con el fin de 
optimizar tanto el diseño como la producción, así como detectar fallos, cuellos de botella 
y plantear nuevas mejoras. Se podría ir más allá e incluso emplear este tipo de gemelo 
digital para la realización de mantenimiento predictivo. 
 
 
3.2. Fabricación digital y Puesta en marcha digital. 
 
La fabricación digital o digital Manufacturing (DM) se define como el uso de un sistema 
integrado basado en computadora compuesto por simulación, visualización tridimensional 
(3D), análisis y varias herramientas de colaboración para crear definiciones de productos y 
procesos de fabricación simultáneamente [21]. 
 
 Es un método de producción en el que se utilizan computadoras para el diseño modular 
tridimensional, la simulación del rendimiento, la fabricación automatizada, el ensamblaje y 
el control de calidad. Con DM, los diseños se pueden inspeccionar y ajustar digitalmente, 
anotar y compartir en la nube con los colaboradores, lo que resulta en un mejor tiempo de 
respuesta, costo y rendimiento del diseño. Amplias bibliotecas de diseño asistido por 
computadora (CAD) de objetos digitales en 3D están disponibles en línea de forma gratuita. 
 
DM se ha aplicado con gran éxito para mejorar la eficiencia del diseño y el rendimiento de 
las piezas en la industria del automóvil y en los campos de la aeronáutica, la 
microelectrónica, la arquitectura, la ropa deportiva y los implantes biomédicos, entre otros. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 14 
 
Es importante destacar que DM es aplicable a la fabricación en la nube, un medio de 
producción donde la fabricación de productos se distribuye a través de una red de nodos 
descentralizados a pequeña escala. A diferencia de la fabricación en masa actual basada en 
cadenas de suministro rígidas, la fabricación en la nube se basa en pequeños fabricantes 
ágiles que, utilizando DM, pueden responder rápidamente a los cambios en los inventarios y 
las demandas del mercado [22]. 
 
Hoy en día, se realiza con frecuencia la puesta en marcha virtual (VC) antes de implementar 
el software de automatización en la planta de producción real como un proceso más de DM. 
En la puesta en marcha virtual, el software de automatización se prueba contrastándolo con 
un modelo de planta simulada, es decir en el entorno virtual, para verificar el correcto 
funcionamiento del sistema de automatización. 
 
Al simular y validar virtualmente se verifica que todo funciona como se prevé y de esta 
manera se reduce de manera significativa el coste de la instalación y el tiempo de puesta en 
marcha del sistema.Por lo general, la puesta en marcha virtual se utiliza como un paso al 
final de la ingeniería de automatización. 
 
 
Figura 3.5 Diagrama de ejecución con la metodología tradicional [16] 
 
Lo interesante de este concepto en contraposición con la forma de hacerlo tradicionalmente 
desde la concepción del concepto y su diseño hasta su puesta en marcha realizándose todo 
esto en serie, como se ilustra en la figura 3.5, gracias al VC se puede sobre todo en la parte 
de ingeniería solapar el desarrollo de sus partes, trabajando en paralelo, como se muestra 
en la figura 3.6 pudiendo optimizar hasta en un 30% el tiempo necesario para realizar la 
puesta en marcha. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 15 
 
 
Figura 3.6 Diagrama de ejecución con VC [16] 
 
 
3.3. Softwares de modelado y simulación para la creación de gemelos 
digitales. 
 
Se comenzará hablando de la simulación de eventos discretos (DES, una herramienta que se 
emplear para analizar y diseñar sistemas, dar retroalimentación y proponer cambios en 
sistemas ya existentes. 
 
Una de las principales ventajas de DES sobre la simulación orientada al tiempo (simulación 
continua o paso a paso) es el rendimiento. Dado que el programa simplemente puede omitir 
todos los momentos en el tiempo que no son de interés. Con todo esto, la simulación de 
sistemas se ha vuelto común en ingeniería, administraciones y en ámbitos científicos, dado 
que permite evaluar el desempeño de un sistema antes de su implementación o probar 
diversas alternativas sin afectar al sistema real [7][25]. 
 
Existe una estructura básica que es usada por la mayoría de los paquetes de simulación de 
eventos discretos, conformada por los siguientes elementos [8]: 
 
• Entidades dinámicas: Son las encargadas de generar las entradas del sistema, fluyen 
a través del sistema y propician los cambios de estado en las variables del sistema. En 
la práctica las entidades son cualquier elemento que se mueve a través del sistema. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 16 
 
• Actividades: Son tareas que acontecen directa o indirectamente en el procesamiento 
de las entidades, se trata de la lógica y los distintos procesos que se desarrollan en la 
simulación. Los distintos eventos son creados con la interacción entre entidades y 
actividades. El sistema cambia de estado cada vez que una actividad se inicia o 
termina. Hay tres tipos de actividades, lógica, retraso y espera. Las actividades de 
lógica son las que permiten que las entidades afecten a los estados del sistema, 
manipulando la lógica de decisión y las variables de estado. Las actividades de retraso 
suceden cuando la entidad se detiene un periodo específico de tiempo mientras que 
las actividades de espera suceden cuando una entidad suspende su flujo por un 
periodo no especificado de tiempo ya sea porque espera algún recurso o por algún 
requerimiento del sistema. 
 
• Recursos: Se trata de los medios de los cuales se dispone para realizar las 
actividades, normalmente se tienen una capacidad limitada. Los recursos pueden 
restringir el procesamiento pues limitan el ritmo al que las actividades pueden ser 
realizadas. Ejemplos de esto son el espacio disponible, la maquinaria, operarios, etc. 
 
A continuación, se mostrará como ejemplo un par de softwares que al igual que el 
seleccionado para este proyecto, Tecnomatix Plant Simulation, se basan en esta tecnología. 
 
SimEvent: 
SimEvents ha sido diseñado para simular sistemas de eventos discretos (DES), está integrado 
en Simulink, un simulador tradicional basado en el tiempo, por lo que está equipado con una 
funcionalidad que permite una coexistencia efectiva entre componentes basados en el 
tiempo y eventos. Además, este diseño permite que SimEvents aproveche una rica colección 
de herramientas de visualización, procesamiento de datos y computación tanto en Simulink 
como en MATLAB mientras opera como un simulador DES puro si no hay componentes de 
sistema controlados por tiempo involucrados [13]. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 17 
 
Figura 3.8 Logo FlexSim[10] 
 
Figura 3.7 Ejemplo de uso de SimEvent [14] 
 
FlexiSim: 
Se trata también de un software de simulación de eventos discretos. Cuenta con un amplio 
abanico de herramientas capaces de cubrir asistencia sanitaria, la fabricación, la logística y 
cadena de suministro, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
William Nordgren, presidente ejecutivo de Flexsim Software Products define a Flexsim como 
un “ambiente de software orientado a objetos usado para desarrollar, modelar, simular, 
visualizar y monitorear flujos de proceso dinámicos de actividades y sistemas.” Entre las 
ventajas que presenta este SW es que trae integrado un compilador C++ lo cual permite 
usar este lenguaje o usar una librería pre compilada llamada Flexscript para la programación 
de rutinas dentro del software. Todas las animaciones usadas por el software son OpenGL 
lo que hace que estas pueda ser mostrada en 2D y 3D con una calidad optima para realidad 
virtual. Tambén todas las imágenes y gráficos usados son objetos estándar de la industria 
tales como .SKP, .DXF, .WRL y .3DS [9] [7]. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 18 
 
 
Figura 3.9 Ejemplo de una planta simulada con FlexSim[10] 
 
Entre las características que lo hacen interesante para su uso en la creación de un gemelo 
digital son: 
 
• Proporciona sólidas funciones de conectividad de base de datos, lo que simplifica la 
importación y exportación de los datos que procesará su gemelo digital. 
 
• Tiene funciones de comunicación avanzadas, que incluyen una API RESTful HTTPS, 
nuestra interfaz de servidor web y extensibilidad ilimitada a través de DLL y nuestro 
módulo SDK. 
 
• Admite inteligencia artificial y aprendizaje automático, incluida una herramienta para 
entrenar algoritmos de aprendizaje por refuerzo. 
 
• Está habilitado para VR, con una opción simple de un clic para ver un modelo de 
simulación en realidad virtual con controles táctiles [10]. 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 19 
 
 
 
Figura 3.10 Ejemplo de uso de VR en FlexSim[10] 
 
Otra tecnología útil para la confección de un gemelo digital es el modelado de información 
de construcción (BIM), un proceso holístico de creación y gestión de información para 
construcción. Basado en un modelo inteligente y habilitado por una plataforma en la nube, 
BIM integra datos estructurados y multidisciplinarios para producir una representación 
digital de un activo a lo largo de su ciclo de vida, desde la planificación y el diseño hasta la 
construcción y las operaciones. 
 
La principal diferencia entre el modelado en 3D y BIM es que, a pesar de que ambos 
procesos proporcionan expresiones geométricas de edificios e infraestructura, el proceso 
BIM va más allá de la geometría para capturar relaciones, metadatos y comportamientos 
intrínsecos de los componentes de construcción del mundo real. Combinados con la 
tecnología BIM, estos datos impulsan mejores resultados del proyecto de una manera que el 
modelado 3D no puede [11]. 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 20 
 
Autodesk Tandem: 
 Se trata de una plataforma basada en la nube que transforma el ciclo de vida de los activos 
construidos. Autodesk Tandem emplea los datos BIM a lo largo del ciclo de vida del proyecto 
para crear y entregar un gemelo digital. También conecta los sistemas operativosal gemelo 
digital, convirtiendo los datos fragmentados en inteligencia empresarial [12]. 
 
Figura 3.11 Logo AUTODESK Tandem [12] 
 
El gemelo digital se hace más interesante con BIM, reúne los datos generados en el diseño, 
la ingeniería y la construcción de una estructura, creando un repositorio digital de datos 
organizados, actualizados y de fácil acceso. Para las organizaciones esto significa que tienen 
a su disposición todas las operaciones, conocimientos para tomar decisiones proactivas y un 
retorno de la inversión mucho mayor, pues hay que sumarle el valor añadido que el gemelo 
digital permite transmitir. a los clientes [11]. 
 
 
3.4. Portfolio de Siemens para gemelo digital. 
 
Para conocer Tecnomatix Plant Simulation, resulta interesante conocer el entorno software 
en el que se ha desarrollado y entender cuál es su rol dentro del mismo [16]. 
 
Antes de hablar del catálogo de softwares de Siemens que se pueden emplear en el 
desarrollo de un gemelo digital hay que recordar los tres tipos de gemelo digital (diseño de 
producto, producción y de rendimiento) para contextualizarlos dentro del ciclo de vida de un 
producto y ver que solución ofrece cada una de las herramientas de Siemens [15]. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 21 
 
 
Figura 3.12 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM [16] 
 
Dentro del ciclo de vida de producto, se pasa por distintos pasos, el primero es el diseño del 
produco, se planifica la producción, en ingenieria de produccion se diseña la producción, 
posteriormente, se tiene la ejecuccón de la producción que es la puesta en marcha y final 
mente el IOT donde se tendría gemelos digitales de rendimiento, que permiten realimentar y 
ver las diferencias que hay entre lo que se tiene en la fábrica digital y lo que se tiene en la 
fábrica real. 
 
Como se verá en la presentación de los distintos softwares, en algunos de los productos de 
Siemens se solapan ciertas funcionalidades, esto es así para adaptarse a las distintas 
empresas y sectores, puesto que en muchos casos no es viable económicamente adquirir el 
ecosistema completo y de esta manera poder escoger los softwares que mejor se adapten. 
 
Figura 3.13 Ciclo de vida del producto [16] 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 22 
 
Uno de los logros de Siemens es que todos estos pasos los está introduciendo dentro de una 
plataforma colaborativa, donde toda la información que las personas de las empresas van 
aportando en cada una de las fases. Esto permite tener acceso a la información desde 
distintos departamentos y emplearla para implementar mejoras en el proceso. 
 
Esta Plataforma colaborativa que permite la mejora continua, se trata de Teamcenter,un 
software de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) pensado para que dentro de una 
empresa que la utilice, todos los departamentos involucrados con Teamcenter se conecten 
las personas y los procesos, integrándose con los diferentes sistemas informáticos e ir 
volcando toda la información de los estudios y simulaciones que vayan haciendo. De esta 
manera podrán localizar, compartir y reutilizar datos y diseños de forma ágil y sencilla [18]. 
 
 
 
Figura 3.14 Presentación de Teamcenter [16] 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 23 
 
 
Figura 3.15 Capacidades y ventajas de Teamcenter [19] 
 
En la figura anterior se presenta que ofrece y cuales son las principales ventajas del uso de 
este Software. Su principal inconveniente es que hoy sigue en desarrollo y no tiene 
habilitadas todas sus funcionalidades. Poco a poco Siemens las va implementando con el 
objetivo de que Teamcenter rija todo el proyecto de desarrollar un gemelo digital. 
 
 
Figura 3.16 Integración de Teamcenter [16] 
 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 24 
 
Dentro del diseño de producto, de verá que soluciones ofrece Siemens para la obtención del 
producto virtual, soluciones orientadas al diseño simulación y verificación de producto. 
 
 
Figura 3.17 integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de producto [16] 
 
Su producto estrella en este ámbito es el NX, también conocido como Siemens NX, un 
paquete de software CAD/CAM/CAE. 
 
Figura 3.18 Presentación de NX[16] 
 
Sus usos, principalmente, son diseño (modelado paramétrico y directo de 
sólidos/superficies), también es útil para análisis para ingeniería (simulaciones para análisis 
de datos estructurales, térmicos, de flujo, de optimización, etc.) y finalmente para 
fabricación (creación de partes para inspecciones de herramientas, maquinaria y calidad) 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 25 
 
 
Figura 3.19 Ejemplo de uso de NX para diseño [16]. 
 
Una vez se tiene el diseño de producto y se quiere testear la parte física, realizarle distintos tipos 
ensayos al producto, para ello Siemens ofrece Simcenter 3D basado en el método de elementos 
finitos. 
 
 
 
Figura 3.20 Presentación de Simcenter 3D [16] 
 
 Aunque Simcenter 3D está disponible como un entorno de simulación autónomo, también 
está disponible completamente integrado con NX, proporcionando una experiencia CAD/CAE 
perfecta. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 26 
 
Simcenter Testing Solutions ofrece Testlab y Testxpress, soluciones de software que 
permiten, desde la ejecución de medidas básicas o la realización de ensayos de certificación 
estándar, hasta la resolución avanzada de problemas de ingeniería, proporcionando 
resultados fiables y una mejora de la productividad en los ensayos. 
 
Se suele utilizar para: 
• Análisis estructural: adquisición y procesado de análisis modal y sus variantes (impact 
y shaker testing, etc.). 
• Control de vibraciones. 
• Maquinaria rotativa y medidas operacionales. 
• Aplicaciones acústicas (medición de niveles de ruido, certificación ISO para Sound 
Power, localización de fuentes de ruido, etc.). 
• Ensayos de durabilidad, donde se analiza el contenido de daño inducido en el sistema 
y se definen ensayos acelerados u objetivos específicos que se deben cumplir 
durante todo su ciclo de vida. 
 
 
Figura 3.21 ejemplo de uso de Seamcenter en un ensayo de fatiga de material [16]. 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 27 
 
Se pasa ahora al segundo tipo de gemelo digital, el de producción virtual donde se va a 
presentar los softwares destinados a planificar, simular y optimizar la producción. 
 
 
 
Figura 3.22 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de Proceso [16]. 
 
La primera aplicación que se considera dentro de esta parte de la producción virtual es Line 
Designer, este software parte de las librerías generadas por la empresa, almacenadas en el 
Teamcenter, en combinación con las librerías que aportan los distintos proveedores. Todas 
estas librerías se utilizan para incorporar los componentes en la planta y de esta manera 
generar el layout para el proceso de fabricación deseado. 
 
Figura 3.23 Presentación de Line Designer [16] 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 28 
 
 
Esta herramienta ofrece una solución integrada para el diseño de sistemas de producción. Se 
admite todo el flujo de trabajo, desde el diseño del producto y la línea hasta la puesta en 
marcha.También permite Informar y documentar visualmente diseños de líneas y fábricas, 
en el repositorio de datos de PLM los informes visuales están configurados para mostrar 
información codificada por colores sobre el equipo de fabricación, incluido el tipo de 
componente, los cambios de diseño, los proveedores, el costo de inversión y las fechas de 
construcción. Los informes visuales se pueden administrar y distribuir a toda la empresa. 
 
 
Figura 3.24 Ejemplo de uso de la para la obtención del layout de una planta A) Diseño en NX, B) Visión en planta, C) Layout 
[16] 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 29 
 
Cuando no se dispone del modelo 3D de ciertos productos, existe la opción de obtenerlo 
mediante nube de puntos sacando fotografías del escenario físico real, con una cámara 
especial, para meterlo en el modelo virtual de la planta. 
 
Figura 3.25 Ejemplo de planta usando elementos creados por nube de puntos [16] 
 
 
Una vez se tiene el modelo digital del producto y la fábrica y se tiene claro cuál va a ser el 
proceso que va a seguir para su fabricación, se está ahora en condiciones de presentar 
Teamcenter Manufacturing, el software destinado a enlazar la estructura del producto con 
la fábrica, de tal manera que desde cualquier pieza que forma parte del producto puedo 
consultar en que zona de la fábrica se está haciendo y que procesos están implicados. 
 
Este Software está pensado para programar eventos que exceden a los procesos que se 
pueden simular con las librerías estándar de los programas, creando una librería propia de 
procesos de fabricación y trabajo de operarios con sus modelos y animaciones asociados que 
se pueden exportar al resto de programas de Siemens. Cabe Mencionar que estos procesos 
personalizados pueden tener un nivel de detalle tal que pueden servir de referencia en 
manuales y guías y demás documentación. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 30 
 
 
 
Figura 3.26 Ejemplo de uso de Teamcenter Manufacturing para la simulación de una operación manual [16]. 
 
Con todo esto, se pasará a presentar Plant Simulation, el software sobre el cual se ha 
realizado este proyecto. 
 
Plant Simulation se trata de una herramienta de simulación de eventos discretos que sirve 
para crear modelos digitales de sistemas productivos y de procesos, sistemas logísticos y 
flujo de materiales, mejorando la exploración de las características de los sistemas y la 
optimización de su rendimiento [6]. 
 
 
Figura 3.27 Presentación de Plant Simulation [16] 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 31 
 
 
Entre sus características principales destacan [20]: 
• Modelado orientado a objetos, jerárquico, basado en bibliotecas de objeto dedicadas 
para modelado rápido y eficiente de procesos discretos y continuos. 
• Salidas gráficas para análisis de salida, utilización de recursos, detección automática 
de cuellos de botella, diagramas de Sankey y gráficas de Gantt. 
• Herramientas de análisis de energía para calcular y optimizar el uso de energía. 
• Visualización en línea 3D y animación con base el formato estándar ISO JT. 
• Redes neuronales integradas para manejo de experimentos y optimización de 
sistema automatizada mediante algoritmos genéticos. 
• Arquitecturas de sistema abierto soportando múltiples interfaces y capacidades de 
integración (ActiveX, CAD, Oracle SQL, ODBC, XML, Socket, OPC, etc.). 
 
Cuando se necesita un mayor nivel de detalle y tener más control sobre el proceso, 
elementos y maquinaria que componen la planta, existe Process Simulate, una solución de 
fabricación digital para la verificación de procesos de fabricación en un entorno 3D. 
 
 Este software optimiza la producción y la puesta en marcha en el mercado al permitir la 
validación virtual de los conceptos de fabricación por adelantado y a lo largo del ciclo de 
vida de nuevos productos. 
 
 
Figura 3.28 Presentación de Process Simulate [16]. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 32 
 
 
Process Simulate permite la verificación de diferentes segmentos del proceso de fabricación. 
Los procesos de ensamblaje, las operaciones humanas, la soldadura, los procesos continuos 
como la soldadura láser y el encolado y otros procesos robóticos se pueden simular en el 
mismo entorno, lo que permite la simulación de zonas de producción virtuales. La simulación 
emula el comportamiento real de humanos, controladores robóticos y lógica de PLC [21]. 
 
Cabe destacar dentro de lo que ofrece, que permite una vez configurado un PLC o robot 
dentro de la simulación, el programa puede exportarlo al lenguaje de programación que 
ejecute el en el escenario real y de esta manera se tiene la programación ya testeada en la 
simulación. 
 
 
Figura 3.29 Ejemplo de uso de Process simulate para la simulación de robots de soldadura [16]. 
 
Ahora con todo el modelo simulado, habría que pasarlo al escenario real, donde tras la 
puesta en marcha se empezará a controlar los parámetros de la producción real con el 
objetivo de hacerla más eficiente y segura. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 33 
 
 
Figura 3.30 Integración de los tipos de gemelo digital dentro de Siemens PLM, gemelo digital de Rendimiento [16]. 
 
 
Las soluciones de VC de Siemens permiten eliminar fallos de la lógica de control de 
automatización y código PLC en un entorno virtual antes de descargarlo en un entorno real. 
En la figura 3.31 se muestran todos los softwares de Siemens que ofrecen la opción de 
realizar el VC, algunos de los cuales ya han sido expuestos y los otros quedan ahí a 
presentados. 
 
 
 
Figura 3.31 Softwares que permiten el VC [16] 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 34 
 
Apoyándonos en la figura 3.32 se trata de explicar el esquema de planteamiento que tiene 
Siemens en el caso de querer hacer VC para testear un sistema PLC. 
 
A la derecha se muestra lo que sería todo el SW de simulación, en medio se encuentra el 
anillo de VC, al que se conecta al entorno de simulación en primer lugar con el SW in the 
loop, formado este caso por Tia Portal, el SW empleado para la programación del PLC y 
luego PLCSIM se encargaría de emular un PLC real de forma virtual. Una vez ya testeado, se 
conecta el sistema simulado al HW in the loop donde ya se estaría testeando sobre HW real, 
con la peculiaridad de que se necesita usar la SIMIT Unit, una solución HW que actúa como 
pasarela entre el HW real y la simulación. 
 
 
 
 
Figura 3.32 Representación esquemática de como ejecutar el VC en el entorno de Siemens [16] 
 
 
En la siguiente figura 3.33 se muestra una aplicación práctica de Plant Simulation para el VC 
de una planta de con AVGs controlados por PLC, mostrándose abajo a la el HMI que se 
quiere testear, donde se muestra en tiempo real la posición de los AVGs e información 
detallada sobre ellos. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 35 
 
 
Figura 3.33 Ejemplo de uso de Plant Simulation para VC 
 
Una vez se tiene planta real con la producción arrancada, está Opcenter un SW de gestión 
de operaciones de fabricación (MOM) que proporciona visibilidad total del sistema de 
producción, permitiendo identificar mejor en las que pueden implementarse mejoras, tanto 
en diseño de producto como en los procesos de fabricación asociados, así como realizar los 
ajustes operativos necesarios para conseguir unaproducción más eficiente y fluida. 
 
Figura 3.34 Presentación de OPCENTER [16] 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 36 
 
de Opcenter se adapta a las necesidades de los diversos procesos industriales. Además, 
cuenta con aplicaciones MOM con un ecosistema de funcionalidades específicas del sector, 
desarrolladas a partir de la dilatada experiencia en el sector de la fabricación de Siemens. 
 
Esta plataforma es escalable y ofrece distintas competencias que permite a los aunar 
eficiencia productiva con calidad y visibilidad, de modo que se puede reducir el plazo de 
producción. 
 
Opcenter proporciona soluciones para: 
• Planificación y programación avanzadas 
• Ejecución de fabricación 
• Gestión de calidad 
• Inteligencia de fabricación y rendimiento 
• Investigación, desarrollo y laboratorio 
 
 
Siemens añade a todo esto las funcionalidades del IOT con Mindsphere, el SW con el que se 
completaría el diagrama mostrado en la figura 3.12. 
 
 
Figura 3.35 Presentación Mindsphere [16] 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 3 – INDUSTRIA 4.0 37 
 
Mindsphere es un sistema operativo de IOT, conectado a la nube de Siemens. Este SW es 
puede de interconectar los equipos y sistemas para extraer datos y convertirlos en 
información útil que se puede emplear para realizar mantenimiento predictivo, optimizar la 
gestión de la energía o en gestión de inventario, almacén y la cadena de suministro. 
 
MindSphere cuenta con un protocolo abierto de actuación y diversas funcionalidades como 
el acceso remoto a los servicios en la nube de los principales proveedores de 
infraestructuras cloud como Atos, Microsoft Azure o Amazon Web Services. Cuenta también 
con una base instalada de millones de dispositivos, se esta forma, Siemens también 
aprovecha su conocimiento y experiencia en automatización y análisis de datos. 
 
El SW admite estándares abiertos tanto para la adquisición como para la transferencia de 
datos, lo que proporciona unas soluciones de conectividad listas para usar, acceso a 
bibliotecas abiertas y la capacidad de admitir productos de terceros. 
 
 
Figura 3.36 Funcionalidades de MindSphere [23] 
 
Finalmente, al ser una plataforma abierta, MindSphere ofrece un rico ecosistema para que 
partners desarrollen aplicaciones personalizadas a sus necesidades [23][24]. 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 38 
 
4. Tecnomatix Plant Simulation. 
 
Este capítulo está destinado a familiarizar a cualquier lector con las funcionalidades y 
herramientas que ofrece Plant Simulation centrándose en las partes que han sido de mayor 
utilidad el desarrollo de este proyecto. 
 
Para aprender más sobre su funcionamiento se puede acceder al menú de ayuda del 
programa o consultar la referencia asociada a este capítulo [4],[25],[27]. 
 
Se puede consultar el manual online a través del siguiente enlace: 
https://docs.plm.automation.siemens.com/content/plant_sim_help/15/plant_sim_all_in_one_html/
en_US/tecnomatix_plant_simulation_help/tecnomatix_plant_simulation/tecnomatix_plant_simulati
on_help.html 
 
 
 
Figura 4.1 Menú de ayuda de Tecnomatix Plant Simulation 
https://docs.plm.automation.siemens.com/content/plant_sim_help/15/plant_sim_all_in_one_html/en_US/tecnomatix_plant_simulation_help/tecnomatix_plant_simulation/tecnomatix_plant_simulation_help.html
https://docs.plm.automation.siemens.com/content/plant_sim_help/15/plant_sim_all_in_one_html/en_US/tecnomatix_plant_simulation_help/tecnomatix_plant_simulation/tecnomatix_plant_simulation_help.html
https://docs.plm.automation.siemens.com/content/plant_sim_help/15/plant_sim_all_in_one_html/en_US/tecnomatix_plant_simulation_help/tecnomatix_plant_simulation/tecnomatix_plant_simulation_help.html
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 39 
 
 
Después de haber instalado Plant Simulation, doble clic en el acceso directo del escritorio de 
Plant Simulation o se selecciona el programa desde el menú de inicio de Windows para 
iniciar Plant Simulation. Se abrirá la página de inicio de Plant Simulation. Desde la página de 
inicio, se puede optar por crear un nuevo modelo, abrir un modelo existente, así como ver 
modelos de ejemplo, videos de demostración y tutoriales. La página de inicio también 
incluye un enlace al foro de la comunidad de Plant Simulation donde puede discutir 
preguntas de modelado con otros usuarios de Plant Simulation [25]. 
 
 
 
 
Figura 4.2 Plant Simulation start page 
 
Plant Simulation está disponible en diferentes idiomas. Se puede configurar el idioma del 
programa utilizando las opciones de inicio de Plant Simulation. 
 
 
 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 40 
 
4.1. Entorno de trabajo 
 
Haga clic en ‘Create New Model’ en la página de inicio de Plant Simulation o seleccione ‘File 
→ New’ para crear un nuevo modelo. Plant Simulation preguntará si se desea crear el 
modelo en 2D o en 3D. Si selecciona 2D, por ejemplo, siempre puede activar la visualización 
3D más adelante y viceversa. Elija una de las opciones y Plant Simulation creará 
automáticamente una nueva ventana de modelo y cargará las clases de objetos disponibles. 
 
La interfaz gráfica de usuario (GUI) de Plant Simulation consta de diferentes secciones, como 
se muestra en la siguiente figura. Las secciones numeradas son: 
 
 
 
 
Figura 4.3 Entorno de trabajo en plant simulation [25] 
 
1. Barra de menú desplegable: da un acceso rápido a funciones generales y barras de 
herramientas. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 41 
 
2. Ventana de la librería de clases: se encuentran allí todos los objetos necesarios para 
la simulación. Se pueden crear sus carpetas propias, derivar y duplicar clases, crear 
ventanas o cargar objetos de otros modelos de simulación. 
3. Barra de Herramientas: proporciona acceso rápido a las clases en la biblioteca de 
clases. Puede crear fácilmente sus propias pestañas en la caja de herramientas y 
llenarlas con sus propios objetos. 
4. Ventana de modelado: muestra el modelo actual con el que se está trabajando 
5. Ventana de la consola: proporciona información durante la simulación (por ejemplo, 
mensajes de error). Puede usar el comando ‘Print’ para enviar mensajes a la consola. 
Si no necesita la consola, puede ocultarla. 
 
De forma predeterminada, Plant Simulation colocará una ventana en la carpeta Modelos 
cuando cree un nuevo modelo. Puedes usar esto como tu ventana principal. 
 
En el transcurso de este capítulo, se mencionarán a los objetos en la biblioteca de clases y la 
caja de herramientas como objetos de clase y a los objetos insertados en el marco como 
objetos de instancia. Hay varias formas de insertar objetos de la biblioteca de clases en la 
ventana de modelado, como se muestra en la figura a continuación. 
 
 
Figura 4.4 Añadir elementos a la ventana de modelado [25] 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 42 
 
 
También se puede insertar varias instancias del mismo objeto de clase presionando y 
manteniendo presionada la tecla Ctrl mientras hace clic con el botón izquierdo en la 
ventana. De esta forma, no tendrá que volver a la barra de herramientas cada vez que 
inserte un objeto. 
 
En la librería de clases, puede crear el número de ventanas de modelado que quiera en, 
cualquier nivel jerárquico. Esto es especialmente útil si deseadividir el modelo de simulación 
en submodelos. De esta forma, se pueden modelar partes o áreas de un modelo de 
simulación más grande de forma independiente mediante subtramas. 
 
 
4.2. Objetos de modelado 
 
Una de las características principales de Plant Simulation es el enfoque de modelado 
orientado a objetos. Con este enfoque, se puede definir las propiedades de un objeto en una 
clase, crear varias instancias de esta clase y utilizar la herencia entre la clase y sus instancias. 
Se puede imaginar una clase como una plantilla, mientras que las instancias son objetos 
individuales que se crean utilizando esta plantilla. Cuando se definan los atributos de una 
clase, se pasarán a todas las instancias creadas a partir de esta clase. Esto significa que, si se 
modifica el valor de un atributo en el objeto de clase, el cambio también se aplicará en todos 
los objetos de instancia derivados de esta clase. Esto es más eficiente y menos propenso a 
errores que tener que cambiar la misma propiedad para cada objeto de instancia individual 
cada vez. 
 
Para la definir un nuevo objeto de usuario a partir de uno ya existente hay dos opciones, 
duplicar, que crea otro objeto y este que pierde la herencia con el original o derivar que crea 
el objeto heredando todos los atributos y todas las modificaciones que se hagan del original, 
tanto las personales como las correspondientes a las actualizaciones del software. 
 
Para mostrar todos los objetos derivados de un objeto de clase, se hace clic con el botón 
derecho en el objeto de clase en la biblioteca de clases y se selecciona ‘Mostrar herencia’. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 43 
 
 
 
Figura 4.5 Clases, subclases y herencia [25] 
 
Unidades móviles y flujo de material: 
Las Unidades Móviles (MUs) son objetos móviles que se mueven a través del modelo de 
simulación. Representan el flujo de materiales y requieren otros objetos de flujo de 
materiales estacionarios para procesarlos y transportarlos. Hay tres tipos de MU: 
 
Figura 4.6 Mobile Units 
Parts: piezas que se producen, procesan y transportan en el modelo de simulación. Se trata 
del elemento mínimo 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 44 
 
Container: representa palés, contenedores, cajas, etc. que se pueden usar para cargar y 
transportar una o varias entidades. 
 
Transporter: representa vehículos que pueden transportar piezas, contenedores y otros 
transportadores. puede moverse por sí solo en un objeto orientado a la longitud, como 
pistas o líneas. 
 
Ahora se pasará a hablar de los objetos de flujo de material. 
 
 
 
Figura 4.7 objetos principales de Material Flow 
 
-Source: introduce MUs en la simulación. Crea las piezas que se procesarán en la planta de 
producción de acuerdo con los parámetros dados. La fuente puede producir MU por intervalos de 
tiempo definidos, cantidad de MU que se crearán, así como en función de una tabla de entrega o 
disparador. 
 
-Drain: destruye las MU de la simulación. Por lo general, representa el final de una línea de 
producción. Drain recopila las estadísticas de las MU eliminadas y se pueden usar para calcular el 
rendimiento de la planta de producción 
 
Las MU son procesadas, transportadas y almacenadas por objetos de flujo de materiales. En general, 
podemos diferenciar entre dos categorías de objetos de flujo de materiales: objetos de flujo de 
materiales orientados a puntos y orientados a longitud. 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 45 
 
Los objetos de flujo de materiales orientados a puntos no tienen en cuenta la longitud o la dimensión 
física. Las MU se procesan o almacenan en estos objetos en una ubicación fija durante un tiempo 
determinado. Los objetos de flujo de materiales que pertenecen a esta categoría son: 
 
-SingleProc: es una sola estación que puede procesar una MU a la vez. Recibe una MU de su 
objeto predecesor y libera la MU después de los tiempos de configuración y procesamiento 
definidos a su objeto sucesor. 
 
-ParallelProc: es una estación que puede procesar varias MU a la vez. ParallelProc 
corresponde a dos o más estaciones SingleProc que reciben las mismas partes del mismo 
predecesor. 
 
-AssemblyStation: ensambla juntas las MU recibidas de varios objetos predecesores. Puede 
crear una tabla de ensamblaje para definir la cantidad de piezas requeridas de cada 
predecesor para crear el producto final. 
 
-DismantleStation: elimina las piezas ensambladas de las MU principales. 
 
-Búfer: puede retener temporalmente las MU del objeto predecesor cuando el objeto 
sucesor no está disponible para recibirlas. Un búfer puede ser una fila (FIFO: primero en 
entrar, primero en salir) o una pila (LIFO: último en entrar, primero en salir). 
 
-FlowControl: se utiliza para modelar diferentes estrategias para distribuir y fusionar el flujo 
de materiales de uno o varios objetos predecesores a uno o varios objetos sucesores. 
 
Por otro lado, los objetos de flujo de material orientados a la longitud tienen en cuenta su 
longitud y dimensión, así como la longitud y dimensión de las UM que pasan a través de 
ellos. Utilizan la información de longitud, dimensión y velocidad para determinar el tiempo 
necesario para pasar las MU al sucesor. Los objetos de flujo de materiales que pertenecen a 
esta categoría son: 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 46 
 
-Line: se utiliza para modelar un sistema transportador que transporta MU a lo largo de toda 
su longitud con una velocidad constante. Una MU que se transporta actualmente a lo largo 
de la Línea no puede pasar por delante de otra MU. 
 
-Angular converter: conecta dos objetos de línea y cambia la dirección de transporte de las 
MU en consecuencia. Solo puede mover una MU a la vez. 
 
-Turnplate: se utiliza para modelar una plataforma giratoria. Puede conectar dos o más 
objetos Line y asegurar la orientación uniforme de las MU al girarlas. 
 
 
4.3. Ejecución del modelo de simulación 
 
EventController ejecuta el modelo de simulación y gestiona los eventos durante la ejecución 
de la simulación. De forma predeterminada, cuando inicia un nuevo modelo incluirá un 
EventController de forma predeterminada. Puede iniciar una simulación haciendo doble clic 
en el objeto EventController en el marco o en la pestaña Inicio y presionando el botón 
Iniciar/Detener. 
 
 
Figura 4.8 EventController 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 47 
 
 
Durante una ejecución de simulación, Plant Simulation mostrará la animación del flujo de 
material. Los objetos de flujo de materiales también muestran su estado actual mediante 
iconos LED de diferentes colores encima de su icono predeterminado. 
 
 
4.4. Modelado de trabajadores y recursos. 
 
En el apartado anterior, se ha hablado de las estaciones de procesamiento de la planta de 
producción. Plant Simulation proporciona objetos de recursos adicionales para integrar 
factores humanos y calendarios de turnos en las estaciones de procesamiento. 
 
 
Figura 4.9 Resources 
 
-Worker: el trabajador representa a una persona que trabaja en una estación de 
procesamiento, como SingleProc, ParallelProc, Assembly o DismantleStation. Los 
trabajadores pueden brindar diferentes tipos de servicios y tienen diferentes parámetros, 
como la eficiencia y la velocidad, para determinar su comportamiento. 
 
-Workplace: El trabajador solo puede trabajar en una estación de procesamiento si hay un 
lugar de trabajo adjuntoa esta estación que no esté ocupado por otro trabajador. 
 
-WorkerPool: introduce a los trabajadores en la simulación. Crea la cantidad de instancias de 
trabajadores con parámetros dados de acuerdo con la tabla de creación. Cada trabajador 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 48 
 
parte del WorkerPool. Regresan al WorkerPool durante los descansos de los turnos y al final 
del turno, y permanecen allí cuando no tienen ningún trabajo asignado. WorkerPool también 
determina cómo se desplazan los trabajadores entre WorkerPool y la estación asignada. Los 
trabajadores pueden moverse libremente dentro del área, caminar por senderos o 
teletransportarse directamente al lugar de trabajo. 
 
-FootPath: conecta WorkerPool con los lugares de trabajo. Es un objeto orientado a la 
longitud, lo que significa que la longitud del sendero y la velocidad del trabajador se 
utilizarán para determinar el tiempo de viaje requerido durante la simulación. 
 
-Broker: gestiona las solicitudes de servicio de todas las estaciones de procesamiento y los 
servicios prestados de los trabajadores. Si el servicio proporcionado de un trabajador 
coincide con el servicio solicitado de una estación de procesamiento, el Broker asigna al 
trabajador a esta estación y activa el evento para que el trabajador abandone su WorkerPool 
y vaya a la estación solicitada. 
 
-Shift calendar: el calendario de turnos se utiliza para modelar los turnos de trabajo en su 
planta. Puede definir tantos turnos como necesite y establecer tiempos de descanso 
individuales para cada turno. También puede definir excepciones para días en los que no se 
realiza trabajo o se reduce el trabajo en su planta, p. en una fiesta nacional. 
 
 
4.5. Flujo de información y visualización de resultados de simulación 
 
Este apartado se presentará los objetos de flujo de información y los controles definidos por 
el usuario, así como la interfaz de usuario en Plant Simulation. 
 
-Archivos de tabla: 
Plant Simulation proporciona varios objetos de lista y tabla para almacenar información. Se 
pueden utilizar para proporcionar a la simulación datos de entrada que se utilizarán durante 
las ejecuciones de la simulación, así como para registrar los resultados de la simulación. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 49 
 
 
 
Figura 4.10 Librerías de flujo de información y visualización de resultados de simulación 
 
-TableFile es una lista con varias columnas. Cada celda individual de la tabla está indexada 
por su número de fila y columna y se puede acceder a ella individualmente. Además, una 
tabla en TableFile puede contener otra tabla. 
 
-CardFile, QueueFile y StackFile son similares a TableFile. Sin embargo, solo constan de una 
columna. 
 
-Métodos: 
El método representa un objeto de control que se ejecuta durante la ejecución de la 
simulación. Puede programar una acción específica o definir un comportamiento individual 
usando Método. El método también se puede incorporar en los objetos de flujo de 
materiales como un control de entrada o salida. En este caso, la acción se ejecutará cada vez 
que una MU entre o salga del objeto de flujo de material. 
 
 
Figura 4.11 Métodos predefinidos por Plant Simulator 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 50 
 
También hay tipos especiales de métodos que son llamados por EventController. Se indican 
con un icono especial: 
 
-Init Method: se ejecuta cuando inicia el modelo de simulación. 
 
-EndSim Method: se ejecuta al final de una ejecución de simulación y realiza las funciones 
que tenga programadas, como imprimir alguna variable, mostrar una gráfica, etc. 
 
-Reset Method: se ejecuta al pulsar reset en el event controller y sirve para establecer las 
consiciones de inicio, por ejemplo, asignar un valor a una variable, borrar algún elemento 
etc. 
 
El método contiene código fuente escrito en el lenguaje de programación SimTalk, del que 
hablará con mayor profundidad en el siguiente apartado del capítulo. 
 
Gráficas: 
Plant Simulation proporciona diferentes objetos de gráficas, para visualizar y analizar los 
resultados de la simulación. 
 
 
Figura 4.12 Captura de ejemplo de uso de las gráficas 
 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 51 
 
-Charts: las gráficas muestran las estadísticas de los conjuntos de datos que se registraron 
durante una ejecución de simulación. Recopila los datos de un archivo de tabla o 
directamente de otros objetos definidos en los canales de entrada. Hay tres tipos de 
estadísticas que se pueden mostrar en el gráfico: Estadísticas de recursos, Estadísticas de 
energía y Ocupación. 
 
-WorkerChart: muestra las estadísticas de utilización de todos los trabajadores ubicados en 
un WorkerPool. 
 
-WorkerSankeyDiagramm: visualiza la frecuencia de los caminos tomados por Worker que 
se mueve libremente dentro del área. El flujo del WorkerSankeyDiagram se muestra solo en 
3D. 
 
Los gráficos se actualizan durante el tiempo de ejecución. Por lo tanto, si ve un gráfico 
durante la ejecución de la simulación, podrá ver cómo cambian los valores registrados en el 
transcurso de la simulación. 
 
El ‘chart objet’ también está equipado con un asistente de estadísticas, con el que puede 
especificar las clases de objetos que desea que muestren sus valores estadísticos. 
Alternativamente, si arrastra y suelta un objeto de flujo de material en el gráfico, se 
almacenará en el canal de entrada y se utilizará para registrar los valores estadísticos. 
 
 
4.6. Lenguaje de programación SimTalk 
 
El objetivo de este apartado es familiarizar al lector con el lenguaje de programación de 
Plant Simulation SimTalk. 
 
La estructura de un método generalmente consiste en la declaración de parámetros, seguida 
del tipo de datos del valor de retorno, las variables locales y el código fuente de la acción en 
sí. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 52 
 
 
Puede escribir la sintaxis del código en la sintaxis de SimTalk 1.0 o en la sintaxis de SimTalk 
2.0 más reciente. Un modelo puede contener varios métodos con SimTalk 1.0 o SimTalk 2.0, 
ya que pueden ejecutarse en paralelo. También es posible convertir métodos escritos en la 
sintaxis antigua a la nueva sintaxis. En SimTalk 2.0, el constructor ‘is-do-end’ está obsoleto. 
Esto da como resultado un código más ligero y simple. La siguiente figura muestra un 
ejemplo de la notación en SimTalk 1.0 y SimTalk 2.0. 
 
Figura 4.13 lustración 4.1 Notación de SimTalk 1.0 (izquierda) frente a SimTalk 2.0 (derecha) [] 
 
SimTalk consta de métodos integrados y constructores estándar, como bucles y 
bifurcaciones condicionales. Para hacer referencia a un objeto en la simulación o consultar la 
ruta a un objeto, SimTalk proporciona los siguientes identificadores anónimos: 
 
Figura 4.14 Anonymmous identifier [27] 
‘@’ se refiere a la MU que activó el control. Esta puede ser la MU que ingresó al objeto o la 
MU que está lista para salir del objeto. 
‘Root’ se refiere al marco superior (raíz) en la jerarquía del marco del modelo. 
‘actual’ se refiere a la ventana actual en el que se encuentra el objeto Método llamado. 
‘¿?’ se refiere al objeto de flujo de material o al método que activó el control. 
‘self’ se refiere al método que se ejecuta actualmente. 
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEMELO DIGITAL EN UN PROCESO DE 
FABRICACIÓN AUTOMATIZADO 
 
 
CAPÍTULO 4 – TECNOMATIX PLANT SIMULATION 53 
 
 
para explicar o anotar cualquier parte del