DESAFÍOS DE LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL 4.0

Nos esperan cambios radicales. Los flujos de trabajo serán transformados integralmente. Flexibilidad e individualización tanto en la producción como en la logística de las instalaciones productivas empiezan a ser aspectos fundamentales para sostener la competitividad en la industria.

INDUSTRIA 4.0

Inteligentes y eficientes

La industria 4.0 ofrece infinitas oportunidades para la industria, en especial para las PyME por su grado de flexibilidad para replantear sus producciones y servicios. El camino hacia la “fábrica inteligente” o fábrica digital no se alinea con la idea de sólo tener máquinas inteligentes individuales.

La idea de contar con instalaciones que intercambian información entre equipamientos, piezas de trabajo, productos finales y a sus vez son capaces de llamar a un técnico automáticamente cuando es necesario, es cada vez más palpable y real.

El proceso de manufactura interconectado dentro de un sistema de autoaprendizaje que utiliza tecnologías de comunicación de última generación, empiezan a perfilarse como estándares para la industria que se viene. El IoT (Internet de las Cosas) requiere un permanente dialogo entre todas las unidades o sectores que intervienen –desde el robot de producción, pasando por la sección de manejo de inventarios hasta el control central. Permitiendo conectar todos los procesos y subprocesos de producción y logística juntos, convirtiendo a nuestra industria en inteligente, eficiente y por lo tanto sustentable.

 

Los pequeños pasos son fundamentales

Usualmente al encarar procesos que implican saltos tecnológicos importantes, suele surgir encrucijadas del tipo, “Tengo que automatizar todo el proceso. Pero el cambio es muy costoso. Por lo tanto, queda fuera de mi alcance”. Nada más falso que esta afirmación. Muchas empresas dan pasos en este sentido, comenzando por automatizar partes del proceso. Usualmente suelen elegirse las que mayor valor agregan en cuanto a la eficiencia del proceso, los llamados puntos críticos. Aunque no necesariamente debe ser así. A veces las decisiones coinciden con el remplazo de un equipo o parte de la línea de producción, aprovechando la inversión obligada para crecer en “inteligencia”. Por ejemplo, una empresa que fabrica máquinas de corte láser, incorporó un sistema de lentes inteligentes con sensores, que emite una alerta al departamento de mantenimiento cada vez que está sucio. Este pequeño paso, brinda a sus usuarios importantes ahorros relacionados con service y limpieza de los mismos.

 

Seguridad: un desafío a superar

Muchas empresas hoy en día ya cuentan con equipos de producción de los denominados “inteligentes”. Algunas ya empiezan a plantearse la posibilidad de integrarlas en sistemas automatizados. A modo de referencia podemos mencionar que en Alemania una encuesta del 2018 indica que 1 de cada 5 empresas PyME manufactureras han iniciado procesos de actualización tecnológica hacia la era digital. Así y todo, sigue existiendo un alto grado de escepticismo, y la principal causa es la falta de sistemas de seguridad de datos. Específicamente el motivo es la percepción de los altos costos de estos sistemas. Varias compañías se encuentran trabajando en esquemas simples y asequibles, que permitan, a través de simulaciones en laboratorios de posibles técnicas de ataques y así generar adaptaciones especificas o estrategias que solucionen este problema.

INTELIGENTE ENTRENAMIENTO

Entrenamiento inteligente

El otro aspecto que se presenta como un punto critico en el proceso de incorporación de tecnologías 4.0, es el de contar con recursos capacitados en IT (tecnologías de la información) que sean capaces de implementar y mantener sistemas automatizados de los niveles requeridos.

El perfil de operarios es el que debe cambiar. Hay muchas tareas simples y rutinarias que hoy son fácilmente reemplazables por un robot. Por lo tanto los recursos humanos deberán dar un salto en capacitación para ser capaces de adaptarse al nuevo rol de programadores y por lo tanto reconvertirse en capacidades más interdisciplinarias que las nuevas líneas de producción necesitan. De todos modos también es necesario adaptar las técnicas de entrenamiento y capacitación para un mundo que cambia permanentemente y que requiere técnicas educativas más ágiles y adaptadas al mundo 4.0. Por ejemplo se están utilizando ya, Smart Data Glasses (gafas inteligentes de realidad aumentada y/o virtual) que guían a empleados en tareas de mantenimiento o reparación de sistemas muy complejos, o simulan escenarios de planta virtualmente para entrenamiento. También se adosan a estas soluciones Smart Gloves (guantes inteligentes) que a través de vibraciones indican al operario si –por ejemplo- está montando bien una pieza o dispositivo.

 

¿Cómo serán las fábricas en el futuro cercano?

Para responder a esta pregunta, y a modo de ejemplo referencial, tomamos algunos casos presentados en la última Hannover Messe, muestra referente en últimas tecnologías aplicables a la industria manufacturera.

Tomamos casos de 3 compañías que –en lenguaje de hoy- podríamos llamar “influencers” en el campo de la automatización industrial: presentaremos ejemplos de gemelos digitales, plantas flexibles y adaptables, robots que aprenden e inteligencia artificial de empresas como Bosch, Festo y SAP.

 

Bosch y la fábrica adaptable.

Están trabajando en un modelo de instalación fabril que puede ser alterada según las necesidades de producción. Si…, sus paredes, cielorrasos y pisos pueden adecuarse al layout necesario según lo que se necesita producir. A su vez, las líneas de ensamblado o fabricación son estructuras modulares: si una nueva orden está pendiente, las máquinas y equipos simplemente se restructuran automáticamente.

Un concepto descentralizado de automación con tecnología de accionamientos y controles lo hacen posible. La comunicación se realiza con 5G y la energía proviene del suelo con un sistema de carga inductivo.

Las compañías deben apuntar a nuevos niveles de flexibilidad para adaptarse a los requerimientos de la producción del futuro. Continuamente bajan los ciclos de vida de los productos, más pequeñas series de producción y productos cada vez customizados marcan claramente la tendencia. Para ello las empresas deberán acostumbrarse a una sensorización amplificada, máquinas, sistemas y procesos cada vez más inteligentes. En un escenario ideal, el proceso de producción será completamente transparente y plausible de monitoreo y mantenimiento eficiente.

 

Festo: optimización de la colaboración entre máquinas y personas.

La personas claramente no desaparecerán de las fábricas. Pero sin duda recibirán mucha mayor colaboración de otros “colegas” que no serán humanos. Festo presentó –bajo el nombre de BionicWorkplace- una muestra de cómo será el ecosistema productivo en los próximos años, a través de la combinación de sistemas de autoaprendizaje, inteligencia artificial y soluciones de automatización. En su modelo, el operario trabajará con un brazo robótico biónico controlable por movimientos, tacto o voz. El robot liviano (BionicCobot) se mueve utilizando hidráulica, lo que le permite ser resistente y a su vez flexible, o sea las capacidades ideales para interactuar de manera segura con las personas.

Un software evalúa la interacción y deduce el flujo de trabajo óptimo. O sea, el sistema “aprende” y “mejora” su comportamiento de forma continua. Por lo tanto, esta optimización puede ser transferida a través de datos a otras locaciones o sectores de la empresa.

FESTO

SAP: ¿el fin de las líneas de ensamblado tradicionales?

Una de las empresas líderes en software de gestión propone el concepto de “Integrated Factory” que consiste en estaciones de trabajo individuales que pueden conformarse para ser adaptadas a la mejor forma de producir la orden de pedido pendiente. De forma más sencilla, a través de la información existente en el sistema, este será capaz de identificar que orden es prioritaria, verificar si existen los materiales y partes para realizarla, elegir si es más eficiente saltear una etapa del proceso y realizarla luego, realizar pedidos de reposición mientras se realizan otras etapas del trabajo, etc. Por secuencia las líneas dejarían de ser lineales, pasando a ser flexibles.

Además sumó en su presentación, sus últimos avances en gemelos digitales. Estas tecnologías permiten replicar de manera virtual la planta productiva con el objetivo de anticipar –a través de monitoreo y análisis- y simular situación que permiten evitar defectos indeseados e incluso identificar potenciales optimizaciones del proceso.

ENERGIA

¿Y qué pasa con la energía?

La provisión de energía en el futuro enfrenta importantes desafíos. Más y más personas, incorporarán más y más dispositivos, máquinas y equipos que consumirán mucha más energía. Cómo se garantizará una red de suministro segura y estable, es la pregunta del momento. Por lo tanto, el uso del recurso y la infraestructura es más importante incluso que la generación y los usuarios.

La energía ya no solo es generada por centrales, sino que procesos industriales e incluso propietarios privados residenciales se están convirtiendo en generadores. Entonces ¿Cómo el mercado desarrolla en estas épocas un solución descentralizada de generación, distribución y consumo de la energía?

 

La respuesta está en el mix

La mirada a futuro esta puesta en lograr redes realmente integradas que combinen no sólo el uso eficiente del recurso, sino también la generación con fuentes renovables (con sus características específicas), las estaciones de generación tradicional, los sistema de almacenamiento y sobre todo la inteligencia con la que todos estos elementos interactúen.

 

Poniendo al día las redes convencionales

Hoy en día, ya hay pequeños productores (de energía) conectados a la red, como es el caso de sistemas fotovoltaicos, eólicos, plantas de biogás, etc. Estas redes deben adquirir la “inteligencia” necesaria para garantizar una distribución estable a través de sistemas de coordinación de la producción y el almacenamiento, sistemas de medición en línea, tecnologías de control y regulación de cargas, etc.

Y esto no solo abarca la red eléctrica. Podríamos incluir la red de agua, gas, residuos, iluminación, comunicaciones, etc. y pensar en un sistema integrado de servicios. También hay que considerar la aparición de consumidores autosustentables. Y aquí el desafío es como compensar la infraestructura de red existente. Hay que enfocarse en soluciones que consideren, a un edificio –por ejemplo- no como una unidad aislada sino como una parte de una red integrada de energía.

Más allá que hay preguntas aún sin responder, lo que si es claro es que las soluciones de automatización que generen, controlen, manejen y procesen datos en tiempo real serán pieza fundamental en la construcción y adecuación de los sistemas de energía integrales que garanticen el funcionamiento del mundo en un futuro que cada vez tenemos más cerca.

Ver también:
Los robots pueden convivir con los humanos
La automatización de la impresión 3D una tendencia en alza
La industria 4.0 al alcance de las empresas

Más información: www.hannovermesse.de

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