La visualización aporta transparencia al desarrollo de productos digitales

La visualización de datos se ha convertido en una megatendencia. Se trata de algo más que el uso de representaciones visuales para ilustrar los números: la visualización proporciona una visión general, destaca las estructuras y revela las correlaciones. Dado el crecimiento exponencial de las cantidades de datos en todos los sectores -ya sea el empresarial, el industrial, el minorista o el del transporte-, la avalancha de datos ya no puede controlarse sin la visualización.

El Instituto Fraunhofer de Investigación de Gráficos por Ordenador IGD de Darmstadt ha desarrollado una aplicación de visualización especialmente prometedora. Su principal objetivo es el diseño de productos, es decir, el desarrollo de productos en los que se calculan y equilibran todas las características variables o indicadores de rendimiento. Junto con el Centro de Mecatrónica de Linz (LCM), en Austria, los investigadores de Fraunhofer aplicaron este proyecto específicamente al desarrollo de motores eléctricos. El socio investigador de Linz generó los datos técnicos y, a partir de ellos, ejecutó la simulación matemática de todos los parámetros del producto.

La representación visual creada por el software de Fraunhofer abarca todos los criterios que son relevantes para el desarrollo del motor, esto incluye: tamaño, peso, potencia del motor, par, consumo, costes, eficiencia y temperatura. Normalmente, se observan hasta diez criterios diferentes al mismo tiempo.

La visualización muestra las interacciones de los distintos parámetros en forma de gráficos de curvas exactas y, en particular, comunica lo que ocurre cuando se cambia un valor. La modificación de un valor suele provocar conflictos de intereses. Si, por ejemplo, se aumenta la potencia deseada del motor, también aumentan los costes, por poner un ejemplo.

La visualización no es en absoluto estática. El desarrollador puede cambiar el valor de cada parámetro continuamente moviendo un deslizador, eliminando así los valores no deseados, como los costes excesivos. El software muestra cómo afecta esto a los demás criterios en tiempo real. De este modo, es posible recorrer escenarios hipotéticos para las distintas alternativas de diseño.

Aunque a primera vista pueda parecer trivial, la interacción de los parámetros es muy compleja. “Si se incluyen nueve o diez parámetros, se obtienen rápidamente varios cientos de alternativas de diseño”, explica Lena Cibulski, del Fraunhofer IGD. Trabaja en el departamento de Visualización de la Información y Análisis Visual del instituto y dirige este proyecto.

La visualización no sólo ayuda a los desarrolladores e ingenieros durante su trabajo diario, sino que también puede ser de gran ayuda durante las presentaciones a los clientes de la empresa o a los miembros de la dirección. Pueden ver las opciones disponibles de un solo vistazo y explorar todas las posibles alternativas de diseño de forma fácilmente comprensible. “No hay una única solución mejor”, dice Cibulski. Sólo hay una serie de opciones disponibles, cada una con diferentes características e indicadores de rendimiento que los responsables de la toma de decisiones deben sopesar. El resultado es un producto con características y prestaciones cuidadosamente equilibradas que representan el mejor compromiso posible.

El software de visualización ofrece dos funciones adicionales para que el proceso de decisión sea aún más transparente. Las alternativas de diseño preseleccionadas pueden marcarse como favoritas y resaltarse con un color específico. Siempre permanecerán visibles en la visualización. Además, los desarrolladores pueden especificar límites para las propiedades individuales. Así se garantiza que el producto cumpla las especificaciones requeridas, por ejemplo, en cuanto a consumo o rendimiento.

La herramienta no pretende sustituir los conocimientos de un ingeniero experimentado. Al contrario, les ayuda a utilizar sus conocimientos y experiencia de la forma más eficiente posible. Por ejemplo, pueden utilizar el software para probar ideas no convencionales directamente en la pantalla. “A menudo se trata de matices. Un pequeño cambio en un valor determinado, aunque sólo sea el grosor de la pared del material en un lugar concreto, puede tener efectos imprevisibles en otros parámetros”, explica Cibulski. Por eso, la herramienta de visualización también hace visibles las relaciones ocultas. Además, las simulaciones en pantalla ayudan a eliminar los errores de diseño y a minimizar los riesgos.

El software está basado en la web. El cliente o el socio comercial sólo tiene que hacer clic en un enlace para iniciar el software y, a continuación, puede comparar y evaluar todas las alternativas por sí mismo, lo que acelera enormemente los procesos de comunicación y coordinación. Sin embargo, el software también puede instalarse localmente en un ordenador, si es necesario.

La aplicación de software desarrollada por Cibulski y su equipo en el Fraunhofer IGD no depende del modelo de simulación proporcionado por el Centro de Mecatrónica de Linz. En principio, se puede utilizar cualquier modelo de simulación para la visualización. El modelo seleccionado determina las opciones que deben compararse y calcula sus valores para los parámetros deseados del producto. Las soluciones candidatas resultantes pueden importarse a la aplicación Fraunhofer y compararse entre sí.

Esto permite a los investigadores de Fraunhofer ofrecer su software de visualización para diversos sectores industriales. En el caso de los motores eléctricos, el software es adecuado tanto para el desarrollo de nuevos motores como para el desarrollo y la optimización de los productos existentes. “El software es una opción ideal cuando se trata de muchas opciones de diseño y una serie de criterios de calidad incompatibles que exigen un compromiso”, explica Cibulski. Algunos ejemplos son las decisiones relacionadas con los conceptos de suministro de energía para un edificio o el desarrollo de sistemas de producción complejos en una fábrica.

El desarrollo de productos se ha vuelto mucho más complejo en los últimos años. Por ejemplo, aspectos como la sostenibilidad y la eficiencia energética se han incluido como objetivos adicionales a raíz del debate sobre el clima. Esta complejidad hace que la visualización sea aún más importante porque crea una base transparente y fiable para todas las decisiones. Como tal, la visualización es una parte importante del flujo de trabajo y ayuda a acelerar todo el proceso de desarrollo de productos.

Los interesados pueden probar el software de visualización por sí mismos, utilizando un conjunto de datos de muestra disponible, visitando https://paved.iva.igd.fraunhofer.de/