En la intersección entre la creatividad humana y avances informático-tecnológicos, la Inteligencia Artificial (IA) está empezando a desempeñar un papel fundamental en el diseño industrial y de productos. Esta tecnología está redefiniendo cómo los diseñadores abordan los desafíos de crear productos innovadores, eficientes y adaptados a las necesidades del mercado. En este artículo, exploraremos cómo la IA está mejorando y optimizando la labor de los diseñadores industriales, así como los softwares líderes que están impulsando esta revolución.
Mejoras Sustanciales en el Proceso de Diseño
La Inteligencia Artificial ofrece una serie de capacidades que amplían las posibilidades creativas y optimizan la eficiencia en el diseño industrial:
- Conceptualización y Comunicación Visual: Gracias a los avances del Procesamiento de Lenguaje Natural (NLP) y los algoritmos de IA, se pueden generar y crear automáticamente imágenes, gráficos, y otros elementos visuales 2D basados en patrones y datos de entrada definidos por los creativos. Esto permite a los diseñadores iterar en el diseño de productos de manera más eficiente y personalizada en etapas tempranas. En este sentido la IA puede recomendar diseños, formatos, o elementos visuales que sean más efectivos para alcanzar ciertos objetivos de comunicación. Aplicaciones como Vizcom, Midjourney, Leonardo IA, o Dall E de OpenAI, son algunas de las plataformas online destinada a iterar conceptos de diseño, y sus primeras definiciones.
- Diseño Generativo: Utilizando algoritmos avanzados de optimización, la IA puede explorar y generar automáticamente múltiples iteraciones de diseño 3D posibles, basadas en parámetros y objetivos especificados, como por ejemplo reducción de materiales, peso, costo y rendimiento. Esto permite a los diseñadores descubrir soluciones innovadoras y eficientes que pueden pasar desapercibidas desde el trabajo humano. Algunos de los softwares 3D que entran en este apartado son: Dreamcatcher, Generative Design, y Fusion 360 de AutoDesk, Altair Inspire, Creo de PTC, NX de Siemens, entre otros.
- Análisis predictivo y simulación avanzada: La IA con Machine Learning (ML) está transformando el diseño industrial al permitir modelar y evaluar virtualmente el comportamiento de productos antes de su fabricación física. Estas herramientas emplean algoritmos sofisticados utilizando técnicas como el análisis de elementos finitos (FEA), análisis estructural, térmico, dinámico, entre otros, para evaluar cómo responderá un diseño ante cargas, temperaturas, flujos de fluidos, vibraciones, entre otros factores. Al integrar IA, los softwares CAD pueden aprender de datos históricos y mejorar continuamente sus capacidades de simulación, proporcionando insights detallados que ayudan a reducir riesgos, acelerar el desarrollo de productos y aumentar la calidad final del diseño. Softwares como Ansys SimAi, NX de Siemens, Altair HyperWorks, Autodesk Nastran In-CAD, SIMULIA de Dassault Systèmes, y COMSOL Multiphysics entre otros, están empezando a integrar aprendizaje automático de IA en pos de mejorar la predicción de los resultados de los análisis y simulaciones.
4. Realidad aumentada y virtual: Algunos softwares con realidad aumentada (RA) y virtual (RV) están empezando a enriquecer sus funciones y la experiencia de diseño y visualización a través de la integración de IA, permitiendo generar entornos virtuales o mixtos donde los usuarios pueden interactuar con modelos a escala real, realizando simulaciones realistas de comportamiento, usabilidad, y validando el rendimiento de los productos diseñados, antes de la fabricación física. Al integrar IA, los sistemas pueden reconocer automáticamente componentes físicos o condiciones del entorno (como espacios de trabajo, máquinas, etc.) para mostrar modelos y datos relevantes en tiempo real. Además permite el trabajo colaborativo en el mismo diseño en cuestión, lo que facilita la toma de decisiones y la iteración rápida del diseño. Estas capacidades no solo mejoran la precisión y eficiencia del diseño, sino que también optimizan el proceso de desarrollo al reducir costos y tiempos de iteración, promoviendo así la innovación y la competitividad en la industria. Aplicaciones como HoloLens y Dynamic 365 + Copilot de Microsoft, PTC Vuforia, entre otros están liderando el camino al empezar a integrar inteligencia artificial y proporcionar herramientas que mejoran la colaboración y la iteración del diseño.
5. Diseño colaborativo y asistencia en la toma de decisiones: Los sistemas de IA pueden actuar como asistentes virtuales para los diseñadores, proporcionando recomendaciones en tiempo real durante el proceso de diseño. Esto puede incluir sugerencias para mejorar la funcionalidad, reducir costos de producción o cumplir con estándares de sostenibilidad. Entre los softwares destacados podemos mencionar la integración de IA en las plataformas de Dassault Systèmes, como CATIA y SOLIDWORKS mediante la plataforma “3DEXPERIENCE” y sus “Asistentes de Diseño”.
6. Personalización Masiva: Gracias al aprendizaje automático (ML), la IA facilita el análisis de datos y la personalización a gran escala de productos, según las preferencias de los nichos de mercado, y los individuos. Además la incorporación con IA integrada se puede realizar análisis predictivos para entender mejor el comportamiento de los usuarios y prever tendencias de mercado. Los diseñadores pueden adaptar productos a las preferencias individuales de los consumidores de manera más precisa y eficiente, donde no solo mejora la experiencia del usuario final, sino que también permite a las empresas ajustar sus ofertas de productos de manera más precisa, basándose en patrones de comportamiento y feedback directo. En este apartado se incluyen softwares como Tableau, IBM Watson Analytics, Power BI (Microsoft), que pueden ayudar a los diseñadores a analizar datos de usuarios, entornos, actividades, etc., a fin de detectar oportunidades y generar insight aplicables al diseño.
6. Optimización de Procesos de Fabricación: La IA puede analizar grandes cantidades de datos de producción en tiempo real para identificar áreas de mejora y optimizar los procesos de fabricación y realizando una predicción de fallos para el mantenimiento preventivo. Esto además de aumentar la eficiencia operativa, también reduce los costos y los tiempos de producción. Tecnomatix de Siemens, GE Digital Proficy, Watson IoT de IBM, entre otros, son ejemplos de softwares dedicados a la optimización de los procesos productivos.
7.Optimización del ciclo de vida del producto: Desde la fase inicial de diseño hasta la producción y el mantenimiento, la IA puede optimizar todo el ciclo de vida del producto. Esto incluye la gestión inteligente de la cadena de suministro, la optimización de la producción y la predicción de fallos para el mantenimiento preventivo. Teamcenter de Siemens, ENOVIA de Dassault Systèmes, Windchill de PTC, y ELM de IBM entre otros, son ejemplo de softwares dedicados a la gestión del ciclo de vida del producto (PLM) que integra capacidades de IA con el fin de mejorar la eficiencia en el diseño, fabricación, operaciones y mantenimiento de productos.
El Futuro del Diseño Industrial mediado por IA
En resumen, la integración de IA en los softwares CAD está transformando el diseño industrial de manera profunda y significativa, aumentando la eficiencia y la precisión del proceso de diseño, como también al abrir nuevas posibilidades para la innovación y la creatividad en el diseño de productos.
A medida que la IA continúa avanzando, se espera que los softwares CAD evolucionen aún más. Las futuras mejoras podrían incluir capacidades aún más sofisticadas de aprendizaje automático y optimización basada en datos en tiempo real, permitiendo a las empresas adaptarse más rápidamente a cambios en el mercado y responder de manera más efectiva a las demandas de los clientes. Los softwares líderes en IA están permitiendo a las empresas innovar más rápidamente, reducir costos y superar las expectativas del mercado. Para los diseñadores industriales, adaptarse y aprovechar estas tecnologías emergentes es fundamental para mantenerse competitivos en un entorno empresarial cada vez más dinámico y exigente.