Modelado digital de empaques de Mars reduce desperdicio y tiempo de comercialización
Las soluciones de simulación están estimulando el desarrollo de empaques en Mars con potencial de reducir tiempo de desarrollo hasta en un 40%. En marzo de 2024, el software había reducido en 246 toneladas la cantidad de plásticos comprados para pruebas.
Las herramientas de modelado y simulación históricamente se han utilizado ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz por años, y ahora, estas herramientas de tecnología de punta están comenzando a usarse para productos diariamente, incluyendo bienes de consumo de alta rotación y empaques.
Ansys
A principios de este año, Mars anunció que había adoptado un software de simulación que, según las partes interesadas, prepara a los fabricantes de productos de consumo empacados multinacionales para reimaginar el proceso de innovación de envases a través de la tecnología digital.
El fabricante y envasador de marcas conocidas como M&M's, Royal Canin y Snickers está aprovechando el nuevo enfoque de simulación para realizar pruebas virtuales y creación de prototipos de nuevos envases innovadores, inicialmente en toda su cartera de botanas. La tecnología de simulación multifísica de Ansys minimiza la necesidad de realizar pruebas físicas exhaustivas durante el proceso de desarrollo del empaque.
Herramientas de modelado y simulación para empaques
“Históricamente, las herramientas de modelado y simulación se han utilizado ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz durante años, y ahora, estas herramientas de vanguardia están comenzando a usarse para productos cotidianos, incluidos bienes de consumo y embalajes de rápido movimiento. Esto es especialmente importante ya que empresas, como Mars, buscan optimizar sus metas y objetivos de sostenibilidad”, dice Darren Logan, vicepresidente de investigación científica de Mars Science & Technology.
“Ansys utiliza datos digitales para la creación de modelos y realizar análisis. Estos datos pueden provenir de escaneos que se convertirían a modelos de elementos finitos [FEM]”, dice Amit Nair, gerente de ingeniería de aplicaciones de Ansys. “La tecnología de simulación de ingeniería de Ansys se utiliza para diseñar productos que deben sobrevivir de manera eficiente a condiciones operativas y cargas específicas. Para comprender cómo responderá un producto al uso en el mundo real, los clientes de [marca] [como Mars] utilizan nuestras simulaciones multifísicas para estudiar las formas complejas en que interactúan diversas fuerzas físicas, como la tensión estructural, la dinámica de fluidos y el electromagnetismo. Es como una zona de pruebas virtual, que permite a los ingenieros jugar con su prototipo virtual y obtener información predictiva sobre cómo funcionará en determinadas condiciones operativas. Eso les permite mejorar el rendimiento y la confiabilidad del producto y, a menudo, elimina el proceso de construcción de un prototipo que estaba condenado desde el principio debido a su diseño, por lo que también supone un gran ahorro de tiempo y costes. … Nuestro amplio portafolio de soluciones de simulación abarca toda la gama de la física, lo que permite a nuestros clientes simular casi cualquier cosa, desde una antena 5G hasta el rendimiento óptico de los sistemas”.
Ansys utiliza datos digitales para la creación de modelos para realizar análisis. Estos datos pueden provenir de escaneos que se convertirían en modelos de elementos finitos.
Implementación de software de simulación facilita entorno de desarrollo digital en Mars
La tecnología también proporciona información detallada sobre varios aspectos de las complejas fases de producción, incluido el embalaje, las pruebas de caída y los escenarios de falla, afirman las empresas. A nivel empresarial, la inversión tiene como objetivo en última instancia potenciar los esfuerzos para utilizar envases 100% reutilizables, reciclables o compostables para sus productos.
“Mars utilizó inicialmente las herramientas y el software de ingeniería de Ansys para diseñar nuestros procesos y equipos de fabricación y empaque debido a nuestra complejidad general”, dice Logan. “Con el entendimiento de que Mars es un negocio global de personas y marcas con un propósito claro, creemos que el mundo con el que soñamos comienza con la forma en que hacemos negocios hoy. Es la visión central de nuestro Plan Sostenible en una Generación: uno en el que el planeta sea saludable, las personas y las mascotas prosperen y la sociedad sea inclusiva. y posiblemente acelerar nuestras ambiciones de Sostenible en una Generación, Mars comenzó a aplicar simulaciones y herramientas de ingeniería de software de Ansys para mejorar sus productos y empaques para nuestros consumidores”.
Nuevas capacidades para optimizar sostenibilidad y ahorrar material de prueba
La implementación del software de simulación facilita un entorno de desarrollo más ágil y digital en Mars, que abarca desde el diseño hasta la fabricación, lo que hace que el proceso sea más fácil y eficiente para su equipo de expertos en I+D mientras la empresa busca acelerar el ritmo de progreso en todo el ecosistema de envases. Mars no es nuevo para la empresa y la tecnología, pero su capacidad para optimizar la sostenibilidad y ahorrar material de prueba mientras lo hace, realmente está cobrando importancia.
“Nuestra relación con Ansys se remonta a más de 13 años. A lo largo de este tiempo, hemos aprovechado con éxito sus herramientas para desarrollar nuestras máquinas de empaque patentadas, optimizar varios procesos y diseñar soluciones de embalaje innovadoras”, añade Elias Taye, científico principal de simulación de I+D de Mars Snacking. "En apoyo de nuestras iniciativas NetZero, estamos explorando el uso de papel sostenible para nuestras envolturas de barras de chocolate. Las herramientas de optimización de Ansys nos han permitido ejecutar simulaciones de diseño de experimentos de manera más eficiente para mejorar el proceso de envoltura de papel".
Mars está comenzando a aplicar y a expandir este tipo de herramientas para modelado y simulación a lo largo de los segmentos de Mars, incluyendo Mars Food & Nutrition y Mars Petcare.
"Es importante para nosotros buscar nuevos materiales que no sean perjudiciales para el medio ambiente. A través del modelado y la simulación, podemos acelerar ese proceso. Las herramientas que Ansys utiliza nos ayudan a comprenderlo virtualmente, incluso antes de que traer los materiales a casa", añade Jim Kennedy, líder de disciplina de ciencia computacional en Mars.
Los investigadores de Mars ya han informado de reducciones en el tiempo de desarrollo de hasta un 40% mediante modelos informáticos y en la cantidad de plástico comprado por Mars para pruebas en aproximadamente 246 toneladas ya para marzo de 2024.
Minimización de pruebas físicas para empaques en Mars
"Nuestro objetivo es minimizar significativamente la necesidad de pruebas físicas y tener información más precisa sobre la capacidad máxima de carga de nuestra botella de plástico, así como el nivel máximo de llenado de nuestros dulces para cumplir con la normativa de la UE", dice Taye.
El proveedor de alimentos y cuidado de mascotas también dice que está trabajando para rediseñar más de 12.000 tipos de envases en su portafolio para que se ajusten a la infraestructura de reciclaje que existe hoy o que probablemente exista en el futuro, lo que facilitará a los consumidores reciclar su empaque.
“De manera similar a lo que estamos haciendo con Mars Snacking es empezar a aplicar y expandir este tipo de herramientas de simulación y modelado de Ansys en otros segmentos de Mars, incluidos Mars Food & Nutrition y Mars Petcare. Este enfoque nos ha permitido mejorar la calidad y la sustentabilidad de nuestros productos y embalajes, así como optimizar la eficiencia de la fabricación de nuestros productos”, añade Logan. "En el mundo que queremos mañana, ningún envase se convierte en desperdicio", afirma Qing Qi, vicepresidente de innovación global de I+D de Mars Snacking. "Esta visión está en el corazón de nuestro plan multimillonario Sostenible en una Generación y sólo se hará realidad si se dan pasos sin restricciones, aprovechando la ciencia innovadora, el pensamiento innovador y las asociaciones para ampliar los límites de lo que es posible".
"Seguimos viendo el impacto y el potencial de la simulación y la ingeniería digital en el avance de las iniciativas de sostenibilidad en todo el mundo", añade Walt Hearn, vicepresidente senior de ventas mundiales y excelencia para el cliente de Ansys. “Mars ha implementado con éxito los conocimientos generalizados de la simulación Ansys para optimizar sus procesos de diseño y envasado. El enfoque de desarrollo más sostenible de Mars es un excelente ejemplo para que otros fabricantes adopten nuevas soluciones que nos lleven a todos hacia un planeta más limpio”.
"En cuanto a la propiedad de los datos, en este caso, si se trata de un modelo de Mars, la compañía posee esos datos exclusivamente", añade Nair.
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Ansys utiliza datos digitales para la creación de modelos para realizar análisis. Estos datos pueden provenir de escaneos que se convertirían en modelos de elementos finitos.
