

Por Peter Goos.
La tecnología avanza rápidamente y las empresas recurren cada vez más a la IA y a métodos basados en datos para innovar con mayor rapidez e inteligencia. Al integrar la IA en el Diseño de Experimentos (DoE), esta metodología se está convirtiendo en una herramienta aún más potente para la investigación y el desarrollo.
Para las organizaciones que desean seguir siendo competitivas, combinar el poder analítico de la IA con la experimentación estructurada del DoE se está volviendo esencial para descubrir nuevas oportunidades.
Este artículo es el primero de una serie que presenta ideas sobre el papel evolutivo del DoE.
Uno de los avances más significativos del DoE en los últimos años es su sinergia con la Inteligencia Artificial.
La IA destaca en el análisis de grandes cantidades de datos históricos, descubriendo patrones que los enfoques tradicionales podrían pasar por alto. Estos conocimientos son valiosos, pero no generan información fundamentalmente nueva. La IA se limita a lo que ya ha ocurrido.
Aquí es donde el DoE se vuelve indispensable.
La innovación a menudo requiere explorar regiones donde no existen datos previos. El DoE permite a los investigadores probar deliberadamente nuevas combinaciones de datos y generar datos nuevos. Estos nuevos datos pueden utilizarse para refinar y fortalecer los modelos de IA.
Al combinar las fortalezas analíticas de la IA con la capacidad del Diseño de Experimentos para explorar nuevas posibilidades, las organizaciones pueden aprovechar tanto el conocimiento histórico como la experimentación estructurada. El resultado es una mejora continua, una innovación más rápida y una toma de decisiones más segura.
A medida que las industrias dependen cada vez más del análisis para optimizar la producción, mejorar la calidad y acelerar el desarrollo, el DoE desempeña un papel vital a la hora de cerrar la brecha entre el análisis de datos y la experimentación en el mundo real.
La IA depende de datos históricos. El DoE genera datos de alta calidad y específicos para responder a las preguntas más urgentes de la actualidad. Estos datos estructurados son esenciales para validar las predicciones de la IA y garantizar la precisión de los modelos en condiciones nuevas o cambiantes.
En industrias con uso intensivo de datos, como la farmacéutica, la alimentaria y la química, donde variables complejas interactúan de forma no obvia, la DoE tiene un profundo impacto. Optimizar un proceso químico puede implicar la interacción de cientos de variables, lo que hace que los datos históricos sean insuficientes.
Mediante la experimentación controlada, el DoE produce datos precisos y prácticos. Estos datos mejoran los modelos de IA y fundamentan decisiones críticas en tiempo real. Las organizaciones pueden explorar enfoques innovadores, perfeccionar procesos e impulsar la mejora continua en lugar de basarse únicamente en observaciones previas.
A medida que la IA y el DoE continúan evolucionando, la combinación del diseño experimental óptimo con el análisis impulsado por IA está haciendo que la experimentación sea más adaptativa, precisa y rentable.
Las organizaciones que adoptan estas tecnologías pueden responder a las demandas del mercado con mayor agilidad, acortar los ciclos de desarrollo y utilizar los recursos de forma más eficiente. A medida que más industrias adopten esta integración, la experimentación será más rápida, eficiente y con mayor impacto que nunca.
En un mundo cada vez más basado en datos, la IA y el DoE serán herramientas indispensables para impulsar la innovación.
La Conferencia Ibérica de Multifísica COMSOL 2026 se celebrará el viernes 26 de junio en el Rectorado de la Universidad de Málaga.
Ofrece un espacio único para investigadores y profesionales interesados en la simulación multifísica, donde podrán compartir oportunidades de formación y experiencias profesionales en modelado multifísico en diversas áreas, a la vez que se crearán las condiciones ideales para el networking. La conferencia incluirá ponencias magistrales, minicursos, presentaciones de pósteres y mucho más.
Le invitamos a enviar un resumen. Este evento le ofrece una plataforma para presentar su trabajo, intercambiar ideas y explorar los últimos avances en simulación y modelado multifísico.
Envíe su resumen antes del 15 de mayo para presentar su investigación innovadora, aplicaciones industriales o técnicas de modelado innovadoras. Únase a expertos de renombre, gane reconocimiento y conecte con profesionales de su campo.
La conferencia está organizada por la Universidad de Málaga, la Multiphysics Modeling School, Addlink Software Científico y COMSOL AB.
Por Joshua Zable.
Recorra cualquier planta de fabricación y se dará cuenta rápidamente de que las decisiones de diseño, a menudo tomadas hace años, influyen discretamente en todo lo que sucede en el taller hoy en día. La distancia recorrida por los materiales, dónde se acumula el trabajo en proceso, la rapidez con la que se detectan los problemas e incluso la forma en que los equipos colaboran se ven influenciados por la disposición física y lógica de las operaciones.
Para los clientes de Minitab, Prolink, Simul8 y Scytec, los diseños de fabricación no son solo un detalle de ingeniería: son una palanca poderosa para mejorar el rendimiento, reducir la variabilidad y liberar capacidad sin agregar máquinas ni mano de obra.
Si tiene un buen conocimiento de diseños, visite el artículo sobre el uso de la simulación para imaginar, probar y validar nuevos diseños. Si no, espero que éste le ayude a explorar los diseños de fabricación más comunes y las ventajas de cada uno, para que pueda entender si debería considerar explorar la posibilidad de un nuevo diseño que podría mejorar su producción general.
Hay cuatro diseños de fabricación comunes y es importante comprender sus fortalezas y limitaciones.
Aspecto: Las máquinas están agrupadas por función: fresadoras juntas, tornos juntos, inspección en un área, ensamblaje en otra.
Dónde funciona bien:
Desafíos ocultos:
Por qué el diseño original podría ser un obstáculo:
A medida que aumenta la demanda, los diseños funcionales suelen saturarse. El trabajo en proceso (WIP) se acumula entre departamentos, los plazos de entrega se alargan y el rendimiento se vuelve cada vez más variable. Esto podría ser motivo para considerar un nuevo tipo de diseño.
Cómo se ve:
El equipo está dispuesto en la secuencia exacta necesaria para producir un producto, a menudo como una línea de montaje.
Dónde funciona bien:
Desafíos ocultos:
Por qué el diseño original puede ser un obstáculo:
Si la oferta de productos o la demanda cambian, los diseños de línea rígidos pueden volverse ineficientes. Los cuellos de botella se desplazan, la mano de obra se infrautiliza y pequeñas interrupciones causan grandes retrasos en todo el sistema.
Cómo se ve:
Las máquinas se agrupan en celdas que producen familias de piezas similares de principio a fin.
Dónde funciona bien:
Desafíos ocultos:
Por qué el diseño original podría ser un obstáculo:
Las celdas mal diseñadas pueden reducir el rendimiento si no se tiene en cuenta la variabilidad de la demanda. Las celdas que parecen eficientes en teoría pueden morir de hambre o bloquearse en la práctica.
Cómo se ve:
El producto permanece en un lugar y las personas, las herramientas y los materiales se mueven a su alrededor.
Dónde funciona bien:
Desafíos ocultos:
Por qué el diseño original podría ser un obstáculo:
A medida que aumenta la complejidad, los retrasos se acumulan rápidamente. Sin una comprensión clara de las interacciones de los recursos, los diseños de posición fija se vuelven caóticos y costosos.
En su esfuerzo por alcanzar la excelencia operativa, el diseño suele ser un factor que no se tiene en cuenta. Si cree que cambiar su diseño podría mejorar su operación, aproveche el poder de la simulación de eventos discretos para imaginar, probar y validar nuevas posibilidades. Sin embargo, si cree que tiene el diseño óptimo y aún enfrenta desafíos, existen otras soluciones. Considere monitorizar su tiempo de actividad, rendimiento y calidad con la solución DataXchange de Minitab o asegúrese de que su proceso sea estable y consistente con el SPC en tiempo real.
Un modelo estándar ejecutado con el modelo de dispersión de aire AERMOD produce una salida numérica con hasta 13 cifras significativas (p. ej., xxxxxxxx.xxxxx). Los proyectos que utilizan tasas de emisión muy bajas o muy altas pueden experimentar un problema si los valores generados por el modelo no se ajustan correctamente a este límite. Por ejemplo, valores de concentración de 1E9 unidades o superiores generarán un campo de asteriscos en el archivo de salida, como se muestra a continuación.

Las concentraciones inferiores o muy cercanas al umbral de informe predeterminado (1E-5) generarán valores repetidos de 0,00000 o 0,00001. Con tantos valores repetidos, AERMOD View no puede generar contornos correctamente debido a la falta de precisión.
El modelo AERMOD presenta dos formas de abordar este problema.
Escriba los datos en formato exponencial. En la sección Output Pathway, en Output Settings, active la opción "Use Exponential Format for Output Results". Esto reportará todos los valores en los archivos de salida externos (p. ej., Contour Plot Files, PLOT-formatted Post-Processing Files, etc.) en notación científica, de modo que los valores numéricos se escriban completamente.

Edite las etiquetas de unidad del modelo. En la ruta Source Pathway, acceda a la configuración de la unidad de salida de emisión (Emission Output Unit). La configuración predeterminada utiliza GRAMS/SECOND como etiqueta de emisión y MICROGRAMS/M**3 como unidad de concentración, con un factor de unidad de 1E6. Al seleccionar la opción User Defined, el modelador puede editar el factor de unidad y las etiquetas según sea necesario.
Por ejemplo, un factor de unidad de 1 y una etiqueta de concentración de GRAMS/M**3 mostrarán valores numéricos para resultados muy altos. Por otro lado, un factor de unidad de 1E12 y una etiqueta de concentración de PICOGRAMS/M**3 mostrarán resultados muy bajos

En un artículo recientemente publicado en Scientific Reports [1], el autor utilizó COMSOL Multiphysics® como plataforma central para desarrollar un modelo multifísico de un reactor de lecho fijo calentado por microondas, como se muestra en la Figura 1. En su núcleo, el diseño consiste en un eje rotatorio acoplado a un agitador personalizado, alojado dentro de un depósito metálico que actúa como cavidad resonante de microondas (MW). El agitador está fabricado con componentes metálicos capaces de soportar las tensiones mecánicas impuestas por el lecho denso y abrasivo de esferas de carburo de silicio (SiC).

Figura 1. Esquema del refrigerador TEC de material PbTe, con dimensiones y materiales.
El reto consistió en acoplar electromagnetismo (2.45 GHz), flujo turbulento en medio poroso (Brinkman–Forchheimer) y transferencia de calor, incorporando además una permitividad efectiva dependiente de la temperatura obtenida mediante un workflow externo Python–COMSOL con optimización (Nelder–Mead).
Para lograr una representación coherente de todos los fenómenos físicos relevantes, se implementó una estrategia de resolución iterativa estructurada de la siguiente manera:
En cuanto a alguno de los resultados obtenidos, la Figure 2 muestra una Vista en plano de corte de la velocidad (izquierda, m/s) y de la temperatura del fluido (derecha, °C).

Figura 2. Vista en plano de corte de la velocidad (izquierda, m/s) y de la temperatura del fluido (derecha, °C).
Este enfoque convierte a COMSOL Multiphysics® en algo más que un solver: en la práctica, se transforma en el núcleo de un gemelo digital físicamente consistente para reactores microondas de intensificación de procesos.
[1] González Niño, C. Modelling selective heating in microwave-heated packed-bed reactors. Sci Rep 16, 5636 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36495-1.
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La base matemática de muchos proyectos de ingeniería suele elaborarse de forma desordenada, ya sea en papel o en una hoja de cálculo. Sin embargo, este enfoque informal conlleva riesgos. No solo pueden propagarse errores de cálculo a lo largo del proyecto, sino que también se corre el riesgo de perder las suposiciones, la información y los detalles de derivación necesarios para trabajos futuros. Con Maple, puede tratar sus cálculos como el valioso recurso que son.
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