Fernando Mas, CTO del grupo CT Engineering y Director del Centro de Excelencia de MBE, escribe para Fly News este artículo sobre esta modalidad de ingeniería, que considera el futuro paralos futuros desarrollos en esta industria.
La Ingeniería Basada en Modelos (en adelante MBE, del inglés Model-Based Engineering) ha emergido como una metodología digital indispensable en la transformación digital de la Industria Aeroespacial y de Defensa. En un sector donde factores como la seguridad, la precisión, la optimización de procesos y la reducción de riesgos son prioritarios, el enfoque MBE facilita la creación de representaciones digitales altamente precisas de sistemas complejos. MBE optimiza el diseño, reduce costos y acelera la entrada en servicio de aeronaves comerciales y militares, satélites y vehículos espaciales.
Gigantes de la industria como Airbus, Boeing, Lockheed Martin, Dassault Aviation e instituciones como la NASA han adoptado MBE en programas clave para maximizar la precisión del diseño, optimizar la fabricación y acelerar la certificación de nuevos sistemas aeroespaciales.
¿Qué es la Ingeniería Basada en Modelos?
Durante los últimos 60 años, la transformación digital se ha centrado en el dato, en la información. Integrando esta información en geometrías CAD complejas, el diseño virtual se ha hecho una realidad reduciendo la dependencia del papel y asegurando una continuidad digital del diseño a lo largo del ciclo de vida de los productos. MBE implica el uso de representaciones digitales completas, que aúnan la información con el comportamiento de los sistemas. Esta última característica dota a estos modelos de la capacidad de simular el producto, y por tanto describir y evaluar el comportamiento, las interacciones y la integración de diversos sistemas complejos mucho antes de su producción real.
A diferencia de métodos tradicionales basados solo en información y análisis secuencial, MBE promueve un enfoque digital integral y colaborativo. Este enfoque permite realizar simulaciones, analizar escenarios hipotéticos, anticipar y corregir errores de manera preventiva, y optimizar cada fase del ciclo de desarrollo de sistemas aeroespaciales.
Además, la Ingeniería Basada en Modelos favorece la integración multidisciplinaria, facilitando la colaboración simultánea entre diferentes áreas técnicas como estructuras, aviónica, propulsión, fabricación, software, operación, mantenimiento, etc. generando sinergias positivas en todas las etapas del proyecto.
Aplicaciones de MBE en la Industria Aeroespacial y Defensa
Diseño detallado y simulación avanzada de aeronaves y satélites: MBE permite la creación de modelos digitales integrados que abarcan estructuras, sistemas de propulsión, aviónica, el entorno industrial y operativo, así como mantenimiento y MRO. Estos modelos permiten evaluar rendimiento aerodinámico, resistencia estructural, consumo energético y comportamiento térmico en condiciones reales y extremas.
Validación virtual previa a las pruebas físicas: Los ingenieros pueden realizar simulaciones y ensayos virtuales exhaustivos antes de iniciar las costosas pruebas físicas. Así, se reducen los costes operativos y se identifican posibles problemas en etapas tempranas del proceso de diseño, previniendo retrasos importantes en fases posteriores.
Optimización integral de la fabricación: Utilizando simulaciones avanzadas de fabricación y montaje, MBE facilita el diseño y la planificación de sistemas industriales más eficientes, reduce errores y desperdicios, y mejora notablemente la calidad del producto final.
Certificación virtual: Las herramientas MBE permiten cumplir con exigentes certificaciones aeronáuticas utilizando pruebas digitales, minimizando la dependencia de costosos prototipos físicos y acelerando significativamente los procesos regulatorios internacionales.
Casos emblemáticos que demuestran el valor de MBE
La implementación exitosa de la Ingeniería Basada en Modelos en la industria aeroespacial puede constatarse en diversos casos prácticos:
NASA y la misión Orion: El desarrollo del vehículo espacial Orion por parte de la NASA supuso la aplicación intensiva de MBE para simular distintos escenarios operativos. Gracias a esto, la NASA optimizó el diseño estructural y térmico del vehículo y redujo considerablemente la necesidad de pruebas físicas, logrando importantes ahorros económicos y tiempos de desarrollo más cortos.
Boeing y el 777X: Boeing adoptó un enfoque intensivo basado en modelos para validar digitalmente distintos sistemas críticos del avión 777X, consiguiendo acelerar significativamente los procesos de certificación frente a organismos reguladores internacionales, ahorrando tiempo y recursos valiosos.
Airbus y su apuesta por aeronaves híbridas y eléctricas: MBE ha sido central en la visión estratégica de Airbus hacia la sostenibilidad aeronáutica. Utilizando modelos digitales, Airbus avanza hacia la producción de aeronaves híbridas y eléctricas que buscan disminuir las emisiones de carbono y ofrecer alternativas sustentables para la aviación del futuro.
El sistema de combate aéreo europeo FCAS: El desarrollo de FCAS es tan complejo que no se puede diseñar con métodos tradicionales. MBE ayuda a diseñar y validar digitalmente todos los componentes de FCAS antes de su construcción, integrando el caza, los drones y la nube de combate, modelando el «sistema de sistemas» y facilitando la colaboración entre Airbus, Dassault Aviation, Indra y otros socios europeos.
Principales ventajas estratégicas de la Ingeniería Basada en Modelos
Entre los beneficios fundamentales que aporta la adopción de MBE en el sector aeroespacial, destacan especialmente los siguientes aspectos:
Reducción sustancial de costes: la capacidad de evaluar modelos digitales antes de fabricar prototipos físicos se traduce en importantes ahorros en costos materiales y recursos humanos.
Mejora considerable en la fase de diseño: tanto en el diseño funcional como en el industrial MBE permite la detección temprana de problemas técnicos y errores potenciales, minimizando re-trabajos posteriores que suelen ser complejos y costosos.
Reducción de plazos de certificación: la posibilidad de llevar a cabo simulaciones exhaustivas facilita cumplir con los estándares regulatorios de forma más eficiente, acelerando la puesta en operación comercial y tecnológica de nuevos desarrollos.
Incremento notable en eficiencia productiva: anticiparse a los posibles desafíos durante la producción y ensamblaje permite optimizar el tiempo y recursos empleados, generando beneficios tangibles desde el punto de vista competitivo y comercial.
Desafíos en la adopción y perspectivas futuras del enfoque MBE
Si bien la adopción de la Ingeniería Basada en Modelos representa un avance significativo en eficiencia, calidad y reducción de costos, también plantea desafíos considerables. La formación del personal, la integración de herramientas digitales avanzadas, la adaptación cultural en las organizaciones y la gestión efectiva del cambio son aspectos clave que requieren atención continua.
A medida que la Industria Aeroespacial y de Defensa continúa avanzando hacia paradigmas tecnológicos aún más innovadores—como aviones eléctricos autónomos, drones inteligentes y misiones espaciales interplanetarias—la Ingeniería Basada en Modelos seguirá siendo determinante en la evolución del sector. Tecnologías emergentes como la Inteligencia Artificial (IA), la computación en la nube y la ciberseguridad jugarán papeles fundamentales en la expansión y perfeccionamiento del enfoque MBE.
En CT Engineering Group, mediante el Centro de Excelencia en Ingeniería Basada en Modelos, estamos comprometidos a liderar esta transformación digital en la industria. Nuestro equipo colabora actualmente con las principales compañías y agencias aeroespaciales en la adopción y optimización de MBE. El futuro de la aeronáutica y la defensa depende de innovaciones disruptivas como MBE.
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Fernando Mas, un profesional de dilatada experiencia
Fernando Mas es CTO del grupo CT Engineering y Director del Centro de Excelencia de MBE. Ha trabajado más de 40 años en Ingeniería Aeroespacial en Europa y USA. Adicionalmente es profesor honorario e investigador de la Universidad de Sevilla con más de 100 artículos científicos publicados en revistas internacionales.
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