Robótica avanzada 101

Fabricación Profundizaciones globales en la aplicación de la robótica avanzada en la industria manufacturera

En comparación con sus contrapartes, la robótica convencional, las capacidades de la 'robótica avanzada' brindan a los fabricantes una "percepción, integrabilidad, adaptabilidad y movilidad superiores". Estas mejoras permiten una instalación, puesta en marcha y reconfiguración más rápidas, así como operaciones más eficientes y estables”, explica BCG.

Como tal, los fabricantes que están implementando estrategias de "fábrica del futuro" e "industria 4.0" están implementando robótica avanzada como parte esencial de la automatización avanzada. Quienes adoptan la robótica avanzada se benefician de estructuras y procesos de planta mejorados, aumentando la productividad y la flexibilidad en la fábrica y a lo largo de la cadena de suministro. “El análisis encontró que el uso de robots avanzados puede reducir los costos de conversión hasta en un 15 %, y la combinación de robótica avanzada con otras tecnologías, mejoras de procesos y cambios en el diseño estructural puede generar ahorros de hasta un 40 %”, señala BCG.

Entonces, ¿qué hace que la tecnología robótica sea 'avanzada'?

BCG define la automatización avanzada como "inteligencia descentralizada que permite que los dispositivos y equipos tomen decisiones y realicen acciones de forma autónoma, sin intervención humana". BCG añade que la tecnología consta de cuatro elementos básicos: 

1. Modelos de datos holísticos (gemelos digitales) :proporcionar una representación digital de los productos y el sistema de producción. "El equipo de producción (como robots avanzados) puede acceder a los modelos para, por ejemplo, planificar la ruta requerida sobre la marcha".

2. Infraestructura de borde de nube: para trasladar la potencia computacional y el almacenamiento a los extremos de la red de producción, uniendo la TI y la tecnología de operaciones. “Permite a los productores recopilar datos y transferirlos a servicios en la nube para su procesamiento. Además, permite que los procesos en la planta se ajusten de forma autónoma a los cambios ambientales”.
3. Tecnologías de procesamiento de datos: para convertir datos de diferentes tamaños, tipos y velocidades en información significativa. "Los avances recientes en las tecnologías de procesamiento de datos permiten a los productores optimizar continuamente los procesos (como la planificación de rutas)".
4. Sistema de control de flujo de trabajo: para sincronizar todas las tareas que realizan los humanos o el equipo. “La gestión eficiente de todo el flujo de trabajo requiere la conexión o integración digital de máquinas y trabajadores humanos. Es probable que las configuraciones del sistema de control del flujo de trabajo evolucionen de arquitecturas centralizadas a arquitecturas descentralizadas”.

¿Por qué los fabricantes deberían adoptar la robótica avanzada?

Con el valor de mercado actual de la robótica avanzada en la fabricación por un total de 16 600 millones de USD en 2020, que se espera que aumente otros 2 000 millones de USD hasta los 18 600 millones de USD en 2021, está claro que la digitalización de las operaciones está proporcionando valor a los fabricantes mundiales.

Algunos de los muchos beneficios que se pueden obtener al adoptar la robótica avanzada en la fabricación incluyen:

• Percepción: En comparación con la robótica convencional, los robots avanzados aprovechan el procesamiento del lenguaje natural, la visión artificial y los sensores para mejorar la autonomía, la destreza y la precisión. Como resultado, la robótica avanzada puede completar tareas más complicadas.
• Integrabilidad: con arquitecturas orientadas a servicios, conectividad mejorada, acceso a modelos de datos holísticos y mejoras en la interfaz y la programación, la robótica avanzada es más rápida de configurar y requiere menos tiempo para aprender a realizar tareas.
• Adaptabilidad: El procesamiento avanzado de datos y los servicios en la nube permiten que los robots avanzados aprendan y se adapten de forma autónoma a los entornos para mejorar el flujo de trabajo.
• Movilidad: aprovechando el aprendizaje automático y la visión por computadora, la robótica avanzada puede guiarse de manera autónoma a través de los entornos.
• Eficiencia: Al convertir la robótica avanzada en tareas complejas, las automatizaciones flexibles pueden ayudar a reducir los costosos tiempos de cambio y mejorar la eficiencia.
• Productividad: similar a la eficiencia, con mayor flexibilidad y capacidades de resolución de problemas en tiempo real, la robótica avanzada puede aumentar la productividad.
• Seguridad: Al usar sensores avanzados y comunicación de baja latencia, la seguridad mejora significativamente con la robótica avanzada debido a su mejor comprensión de sus entornos y su capacidad para adaptarse y reaccionar ante eventos.
• Calidad: Con el uso de datos compartidos en red, la robótica avanzada reduce los silos, lo que facilita la identificación de problemas de calidad y el seguimiento de la causa raíz.
• Agilidad: La robótica avanzada, que se adapta de forma independiente, permite que las operaciones de producción sean más ágiles sin una preparación que consuma mucho tiempo.

Superar los desafíos de la adopción

“Desde mi perspectiva, la comunicación es el desafío clave aquí, tanto en el taller como entre el taller y los diferentes sistemas de TI. En el taller, la conectividad debe, por un lado, ser lo suficientemente flexible para igualar la flexibilidad de los robots, pero por otro lado, debe ser lo suficientemente estable y segura para soportar los casos de uso industrial. Los robots en el futuro extraerán datos directamente de muchos sistemas de datos diferentes para cumplir con sus tareas; esto impone nuevos requisitos a la seguridad de TI para garantizar que la conectividad no esté abierta a nuevas amenazas.

“La conectividad inalámbrica es la clave para que la comunicación en el taller brinde la flexibilidad necesaria, y veo que 5G brinda la combinación perfecta de flexibilidad, estabilidad y seguridad. Cuando se trata de la parte de seguridad de TI, creo que es importante no tratar de expandir la red de la oficina existente a la fábrica, sino construir una red separada optimizada para las condiciones y necesidades de la fábrica", dijo Sebastián Elmgren, gerente de cartera de Fabricación inteligente en Ericsson.

El valor de la robótica avanzada y el papel que desempeña en la fábrica conectada del futuro

Dado que la mayoría de los fabricantes reconocen el importante papel que desempeñará la robótica avanzada en la fábrica del futuro, se espera que muchos tipos de funcionalidades, incluido el uso de varias velocidades, las aplicaciones móviles y el equipamiento robótico, sean cada vez más importantes. Según BCG, "aproximadamente el 70 % de los encuestados describen estas funcionalidades como muy relevantes para su producción futura".

Con el potencial de transformar los procesos de fábrica, los fabricantes creen que la robótica avanzada será la herramienta necesaria para abordar las crecientes complejidades de la industria. “La robótica avanzada aportará flexibilidad a los procesos automatizados y permitirá automatizar lo que antes no podía automatizarse, abriendo la puerta a la personalización masiva de productos”, dice Sebastian Elmgren, Portfolio Manager para Smart Manufacturing en Ericsson.

Agregando a sus comentarios, Elmgren dice:“Veo que la robótica avanzada abrirá más fábricas genéricas [en el futuro]. Con todo el potencial de la robótica avanzada, una fábrica casi podría producir cualquier producto. Esto eliminará la necesidad de fábricas de productos específicos, acercando la producción a los clientes y acortando las cadenas logísticas. También bajaría el listón para que las nuevas empresas comiencen a producir sus productos, lo que permitiría comprar la producción como un servicio en lugar de [hacer] grandes inversiones en medios de producción dedicados”.

Con el 52% de los fabricantes esperando que la robótica avanzada "se convierta en uno de los impulsores más importantes de la mejora de la productividad para 2025", las aplicaciones actuales de la tecnología se encuentran principalmente en producción, logística, calidad y mantenimiento. . “El 70 % [de los fabricantes] espera que la robótica avanzada se convierta en un motor de productividad muy importante en la producción y la logística para 2025. Los participantes también esperan ver ganancias significativas de productividad en calidad y mantenimiento”, dijo BCG.

Mejores prácticas para el futuro de la adopción de la robótica

Cuando se trata de adoptar robótica avanzada en una organización, BCG explica que "se extiende más allá de las inversiones de capital", la adopción de robótica avanzada afecta muchos aspectos del modelo comercial de una empresa de fabricación.

“Para abordar el alcance completo de las decisiones, una empresa debe desarrollar una imagen objetivo holística de la fábrica del futuro. Esta visión debe abarcar la implementación de múltiples tecnologías de automatización, incluida la robótica avanzada”, comenta BCG.

Para dar como resultado la adopción exitosa de dicha tecnología, los fabricantes deben no solo identificar cantidades, tamaños de lote, variaciones de productos y diseño y procesos de la planta, sino también tener en cuenta el contexto comercial y las implicaciones de implementar dicha tecnología, creando una implementación clara y holística. hoja de ruta.

Los fabricantes también deben buscar desarrollar competencias organizacionales y diseñar la arquitectura del sistema, así como probar y colaborar en proyectos piloto, para escalar rápidamente soluciones exitosas en la etapa piloto.

Cazadores de mitos:los tres principales conceptos erróneos sobre la robótica avanzada 

(Sebastian Elmgren, Portfolio Manager para Smart Manufacturing en Ericsson)

1. Agregar robótica avanzada a mis procesos existentes me brindará todos los beneficios.

No, necesita encontrar nuevas formas de trabajar para aprovechar todos los beneficios.

2. Se trata sólo de los robots.

No, debe pensar en todo el sistema.

3. Es algo para el futuro.

No, la tecnología está aquí hoy para comenzar a usarla, y no debe esperar.