Antes de que un automóvil llegue a una línea de ensamble, su desarrollo atraviesa una cadena de decisiones que comienza con una idea y avanza por diseño, ingeniería digital, simulaciones, prototipos y pruebas físicas. Las armadoras han trasladado una parte cada vez mayor de estas tareas al entorno virtual, donde distintos equipos pueden evaluar desde la forma de la carrocería hasta la respuesta estructural, térmica o aerodinámica antes de fabricar las primeras unidades de prueba. General Motors, por ejemplo, define su estrategia actual bajo un modelo que conecta desde el primer boceto creativo hasta la validación y la preparación industrial.
Del boceto a un automóvil digital
El proceso parte de la definición del vehículo que una compañía busca llevar al mercado: dimensiones, arquitectura, diseño exterior e interior, desempeño y tecnologías. Los primeros trazos evolucionan hacia modelos digitales tridimensionales, sobre los cuales diseñadores e ingenieros revisan superficies, espacios, componentes y restricciones técnicas. Toyota conserva además el modelado físico en arcilla a escala real como parte de la refinación del diseño, en combinación con revisiones digitales. En su Centro Técnico de Shimoyama, la marca reúne diseño, ingeniería, evaluación y mantenimiento dentro del mismo complejo para facilitar la interacción entre disciplinas.
Una vez definida la geometría básica, la ingeniería somete ese automóvil digital a múltiples escenarios. Aerodinámica, resistencia estructural, seguridad, gestión térmica, dinámica y software pueden evaluarse antes de que exista un vehículo completo. GM utiliza túneles de viento virtuales para estudiar el efecto de cambios en las superficies sobre la resistencia aerodinámica y aplica simulaciones que conectan modelos físicos con controladores virtuales para comprobar la interacción entre hardware y software. En seguridad, la compañía señala que sus herramientas de simulación y aprendizaje automático pueden llevar ciertos análisis de resistencia del techo, que antes requerían entre ocho y 40 horas, a menos de cinco minutos.
Este principio también forma parte de otras estrategias de desarrollo automotriz. Toyota ha definido el Model-Based Development como un método que utiliza modelos virtuales para reducir parte del tiempo y trabajo asociado con el diseño, la fabricación de piezas experimentales y las pruebas. BMW, por su parte, aplica inteligencia artificial y simulaciones en tareas de desarrollo relacionadas con pruebas de choque, aerodinámica y conducción automatizada. La digitalización no elimina al prototipo físico, pero permite que llegue a esa fase con un mayor número de decisiones previamente evaluadas.
El prototipo lleva el diseño al mundo físico
Después de las evaluaciones digitales aparecen piezas experimentales, modelos físicos y vehículos prototipo que permiten comprobar aquello que la computadora no puede sustituir por completo. En esta fase se analizan ensambles, materiales, comportamiento dinámico, calidad, ergonomía, ruido, temperatura y durabilidad. BMW utiliza tecnologías como manufactura aditiva para la producción de componentes de prototipo y ha incorporado tomografía computarizada para revisar estructuras internas sin desmontar por completo los vehículos. Las unidades de desarrollo también pasan por carreteras, pistas y ambientes extremos antes de que un modelo obtenga la aprobación para producción.
Las pruebas físicas forman un ciclo de evaluación, corrección y nueva validación. Toyota explica que en Shimoyama los vehículos recorren pistas con curvas, desniveles, caminos sin pavimentar y superficies exigentes; después, mecánicos e ingenieros revisan resultados y ajustan los vehículos antes de nuevas pruebas. El centro cuenta con áreas específicas para diseño, ingeniería, mantenimiento y evaluación, además de circuitos de alta velocidad y recorridos especializados. General Motors también señala que, pese al avance de la virtualización, las pruebas reales mantienen un papel esencial, aunque ahora parten de información mucho más precisa obtenida durante las fases digitales.
México ya forma parte de esta etapa de mayor valor agregado de la industria automotriz, no sólo de la manufactura final. El Centro Regional de Ingeniería de General Motors en Toluca cuenta con más de 700 profesionales que conceptualizan, diseñan y validan más de 5,000 componentes al año; sus laboratorios realizan análisis de materiales, pruebas estructurales y evaluaciones de sistemas eléctricos, térmicos e interiores. Ford también concentra en el país su principal capacidad regional de ingeniería: la compañía identifica a su operación mexicana como sede del Centro de Ingeniería de Producto Terminal más grande de Latinoamérica, mientras el gobierno municipal de Naucalpan señala que su complejo de Lomas Verdes funciona desde 2022 como un centro estratégico para desarrollo tecnológico global. Estas capacidades colocan al talento mexicano dentro de etapas que ocurren mucho antes de que un automóvil alcance la línea de producción.
