Cómo funciona realmente una Fábrica Inteligente e Hiperconectada

Dentro de una planta de procesamiento de comida de mar en Noruega, las máquinas, no los seres humanos, evalúan la calidad del producto, pesan el pescado y lo distribuyen a las unidades de producción. Pronto, estas mismas máquinas calcularán también la cantidad de hielo requerida para el transporte del producto hacia su destino final.

A kilómetros de distancia, en una planta de fabricación en Alemania, las máquinas producen millones de PLCs que automatizan maquinaria, desde barcos, automóviles y equipo agrícola hasta centros enteros de producción alrededor del mundo. Los productos personalizados fabricados en esta planta salen de esta con un 99.99885% de calidad.

En los dos ejemplos de ecosistemas de fabricación inteligente descritos con anterioridad, la infraestructura física está siendo impulsada por tecnologías de información y comunicación, que presentan ideas de alto valor a partir de los datos recabados dentro del entorno manufacturero.

La automatización es alimentada por la información, que permite la ejecución de procesos empresariales y proporciona resultados programados con una mínima intervención humana. Tal escenario, fundamentado en la Internet Industrial de las Cosas (IIoT), es la base de la Cuarta Revolución Industrial, que brinda una mayor inteligencia a las operaciones manufactureras.

Producción Lean

La tecnología de Industria 4.0 transforma la manera en que las fábricas operan creando un entorno conductivo para prácticas Just in Time para la producción, la gestión de pedidos y el envío de productos. No solo interconecta subsistemas dispares dentro de la planta, también establece lazos digitales entre la línea de ensamblaje o unidad de procesamiento y áreas como el diseño de producto, la logística, la cadena de suministro y las partes interesadas.

Una planta híperconectada tiene la capacidad de fabricar productos de alta calidad en ciclos más cortos de producción y abordar la demanda por variedad de productos, mientras que se minimiza el desperdicio a lo largo de la operación. La interacción entre sensores, datos y análisis es el catalizador de esta revolución.

Sensores

Una fábrica hiperconectada puede rastrear la localización de tareas, materiales, máquinas y activos en tiempo real. La IIoT digitaliza el entorno de producción al integrar los sistemas de MES y ERP a través de dispositivos integrados e instrumentos de proceso para facilitar el intercambio de información en tiempo real.

Por ejemplo, se pueden integrar etiquetas inteligentes para transformar un contenedor de repuestos en la planta en un dispositivo autónomo, que registre de forma digital su localización y contenido e informe cuando necesite ser reabastecido.

Los vehículos autopilotados, los sistemas de cercas geográficas para el transporte y el manejo de materiales, las soluciones de monitoreo de riesgos para la seguridad industrial y las herramientas de control remoto de calidad para administrar las variables del producto dependen de sensores y tecnología de comunicación para funcionar de manera óptima. La red de componentes, sensores y controladores conectados proporciona grandes volúmenes de datos útiles en una variedad de formatos.

Datos

El flujo continuo de datos entre máquinas y sistemas empresariales unifica todo el proceso de fabricación. Las herramientas de Big Data se alimentan de los datos residentes en cualquier lugar de la planta e incluso fuera de ella, y en formatos estructurados, no estructurados y semiestructurados, para proporcionar visibilidad en el entorno de producción.

Esto facilita la mejora de las operaciones dinámicas de fabricación. Los dispositivos inteligentes y la tecnología de Industria 4.0 capacitan a los fabricantes para hacer frente a las economías de escala y ensamblar productos personalizados o manejar tiradas de producción más cortas de un modo más rentable.

La flexibilidad en la operación y los datos en tiempo real proporcionados por la comunicación entre humanos, máquinas o ambos en conjunto, mejoran la calidad y la confiabilidad a través de la capacidad para intervenir a tiempo antes y durante los procesos manufactureros.

La IIoT aprovecha los datos para impulsar líneas de producción autoorganizadas. En el caso de un contenedor autónomo, cuando los sensores activan un requerimiento de abastecimiento, los datos en el sistema de gestión de pedidos responden a este. La sincronización de cronogramas de producción y actividades de la cadena de suministro basadas en datos provenientes de los dispositivos de IoT permiten la llegada a tiempo del material al contenedor.

Por su parte, la computación en la nube facilita a las fábricas inteligentes generar, procesar y almacenar grandes conjuntos de datos de un modo rentable. La escalabilidad y la seguridad de la infraestructura en la nube satisface las necesidades de los sistemas conectados. Sin embargo, el dato en sí mismo ofrece beneficios limitados. Se precisa de modelos sofisticados para el análisis para monetizar los datos y predecir requerimientos futuros.

Análisis

El valor de la IIoT trasciende la automatización de la medición, la sensorización y el control de las operaciones. Las herramientas y modelos cognitivos de análisis avanzado aplican los datos de un modo inteligente para crear un entorno receptivo y autocurativo para la fábrica del mañana. Las herramientas de análisis predictivo aprovechan la información de clientes, proveedores, equipos y procesos de producción para que la compañía pueda actuar en torno a ella.

El análisis predictivo, por otra parte, minimiza el tiempo de inactividad que se utiliza en la remodelación del equipo y el mantenimiento de los activos. La simulación previene el fracaso de nuevos productos. El análisis ayuda a acrecentar las ganancias de los sistemas de OEM de una forma significativa a partir de los servicios posventa al pronosticar de un modo preciso el tiempo de vida y los requerimientos de mantenimiento de los productos terminados.

Los servicios automatizados de mantenimiento, gestión de pedidos, recepción, montaje, envío y posventa garantizan agilidad, mientras que el análisis impulsa la auto-optimización. Yendo de nuevo al ejemplo del contenedor automatizado, mientras que la información de los sensores y la gestión automatizada de datos de pedidos permiten una estrategia de inventario Just In Time, los marcos analíticos pueden identificar áreas de mayor eficiencia y reducción de costos, a través de la reorganización de la secuencia en la línea de producción, la reconfiguración del producto que usa la pieza o la sustitución por un componente más económico.

La tecnología de Industria 4.0 ayuda al ecosistema de fabricación a detectar de manera autónoma el contexto, adaptarse a las restricciones y reaccionar u organizar acciones preventivas para lograr los objetivos comerciales. La aplicación industrial de la IoT y el análisis de datos conducirán a una toma de decisiones basada en hechos que, a su vez, los sistemas automatizados ejecutarán de forma rutinaria.

Incluso en este contexto de monitoreo digital de procesos físicos a través de tecnologías basadas en sensores, las personas seguirán impulsando el futuro de la fabricación. Estas, liberadas de la rutina por la tecnología, encontrarán formas de dirigir esa productividad recién descubierta hacia tareas que solo pueden ejecutarse con imaginación e inteligencia humana, como la creación de nuevos productos útiles que deben fabricarse para resolver los problemas de nuestro tiempo.

Publicamos nuevo contenido todos los días, no olvides seguirnos en nuestras redes sociales, Twitter, Facebook y LinkedIn para ver nuestros artículos más recientes antes que nadie.

Fuente: WEF.