IMTS 2018:¿realidad o ficción? La promesa de la Industria 4.0

Cuando se quita la exageración de la Industria 4.0 y se enfoca en el equilibrio entre la producción y la calidad, los resultados de su promesa potencial se pueden realizar. Hablamos con un veterano de la tecnología de metrología basada en sensores y fabricación de precisión de Renishaw para comprender cómo la Industria 4.0 puede afectar realmente a los procesos y la fabricación de piezas.

La Industria 4.0 será promovida y discutida extensamente en la Feria Internacional de Manufactura 2018. Si hay algo que debe entender sobre la fabricación inteligente y la Industria 4.0, es que muchas organizaciones simplifican en exceso la rapidez con la que creen que pueden integrar algo significativo.

Dan Skulan ha estado trabajando en el mecanizado de precisión y el comercio de medición de metrología durante más de 30 años, y conoce bien las métricas de productividad y calidad para los fabricantes. Como director general de metrología industrial de Renishaw, Skulan tiene un profundo conocimiento de cómo las empresas descubren si están preparadas para afrontar la promesa de la Industria 4.0. Skulan presenta específicamente Industria 4.0 en las sesiones de la conferencia IMTS 2018.

La definición de ese término de moda debe centrarse más en cuáles son los objetivos específicos de un fabricante que en cualquier otra cosa. La promesa de la Industria 4.0 depende más de la comprensión clara de los objetivos de la empresa y del uso de técnicas y herramientas adecuadas que de la incorporación de cualquier nuevo sistema de gestión de datos, según Skulan.

“Puede recopilar una gran cantidad de datos, pero los datos solo son valiosos si son precisos y procesables”, dice Skulan. "Hay resultados muy válidos que la Industria 4.0 puede brindar, pero es realmente importante que se implemente de manera sistemática, comenzando con datos precisos y procesables provenientes de sus procesos".

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Entonces, ¿qué deben hacer los fabricantes? Para empezar, necesitan practicar la diligencia debida y asegurarse de que tenga sentido. Todos quieren mejorar. La automatización es importante, pero puede resultar muy costosa si se permite que funcione sin un control de proceso interno para garantizar que la calidad se mantenga a un mayor rendimiento.

“¿Qué pasa si el proceso que informa que se está ejecutando en realidad ha creado un montón de desechos o ninguna pieza en absoluto?” explica Skulan. “Lo que se necesita son buenos sistemas basados ​​en procesos que verifiquen que la pieza de trabajo y las herramientas estén configuradas correctamente y que los programas de corte se ejecuten con precisión inherente. Las mediciones durante el proceso deben verificar que se hayan realizado los cortes correctos en la parte correcta. Así es como ayuda a separar las buenas implementaciones de Industry 4.0 de las débiles que simplemente intentan incorporar mayores grados de monitoreo de datos sin garantizar que el proceso subyacente esté bajo control”.

Con ese fin, Skulan enfatiza el papel muy importante de la simulación, pero solo si se combina con la precisión basada en sensores que verifica el proceso de mecanizado en etapas clave directamente en una máquina.

“Nuestro objetivo no es solo verificar que la producción se lleve a cabo, sino verificar que todas las etapas de producción cumplan con los estándares de calidad con una pérdida mínima de tiempo de procesamiento”, dice Skulan. Aquí, los sensores y la automatización juegan un papel crucial, pero solo si los datos son precisos y verificables. Está en la combinación correcta de tecnología de sensor inteligente que funciona en conjunto con un software que está disponible para que los operadores vean claramente en un tablero que se logra una productividad mejorada.

El peligro de la fabricación inteligente: Exagerar los resultados de la Industria 4.0

Pero no todo el mundo tiene la misma imagen de la Industria 4.0. Algunas empresas piensan que es el santo grial de la fabricación y creen que una vez que lo adopten, revolucionará su productividad y reducirá los costos casi de inmediato. Skulan dice que puede marcar una gran diferencia, pero no es necesariamente la promesa de resultados rápidamente realizada que la alta dirección de fabricación espera que sea.

“Una vez que los gerentes sénior aceptan implementar una estrategia 4.0, se espera que se produzca un aumento instantáneo en la productividad y la calidad simplemente al monitorear el desempeño del operador de la planta”, dice Skulan. “Esta es una mentalidad potencialmente peligrosa que algunas empresas están adoptando. Hay un trabajo real que debe hacerse a nivel de planta para preparar los procesos para que los beneficios se materialicen. La Industria 4.0 no es una varita mágica”.

Pero Skulan se apresura a señalar que este proceso, cuando se hace bien, tiene un mérito legítimo en la fabricación. Para ayudar a ilustrar su importancia y su promesa, Skulan habla sobre uno de sus grandes clientes que es un importante fabricante aeroespacial con más de 250 ingenieros dedicados exclusivamente al proceso y las prácticas de la Industria 4.0. El impulso para mejorar la productividad e innovar en la industria aeroespacial es un elemento importante de su éxito.

Vea el éxito de la industria aeroespacial en acción en nuestra infografía:"Hasta el infinito y más allá:Oportunidades aeroespaciales en el despegue de la fabricación".

Industria 4.0 y el valor del control de procesos

Las mediciones de rendimiento por sí solas son válidas, pero pueden tener sus propias limitaciones inherentes.

Muchos fabricantes centran mucha atención en el tiempo de ciclo de su mecanizado, lo que puede ayudar a la productividad, pero puede ser engañoso. "Las operaciones de mecanizado pueden mostrar altos niveles de actividad, pero podría ser que las máquinas no produzcan piezas buenas o ninguna pieza en absoluto", dice Skulan.

Una aplicación eficaz de la Industria 4.0 es aquella que equilibra el rendimiento y la calidad mediante el uso del tipo de tecnología que permite la validación durante el proceso. Y todo ello debería reportar información continua a los operadores y gerentes de planta.

“En lugar de la inspección final de la pieza, los fabricantes deben capturar información precisa en cada etapa del proceso de mecanizado a medida que ocurren estos procesos, de modo que puedan afectar el cambio antes de que ocurra cualquier disconformidad, asegurando un resultado de calidad en etapas anteriores del proceso”, sugiere Skulan. Este es, en su opinión, un requisito para hacer realidad la promesa de la Industria 4.0:“Ahora tenemos la capacidad de validar la calidad y ajustarla en tiempo real en función de la precisión de los datos. La calidad que proviene del control automático de procesos en la máquina, utilizando sensores y software juntos, ayuda a garantizar que la información que se examina a nivel de gestión sea precisa y procesable”.

“Si observa los datos después de que se producen las piezas, que es lo que hace la mayoría de las empresas ahora, es información válida, pero no lo ayuda a cambiar el proceso”, dice Skulan. "Lo que realmente desea es medir características discretas que son fundamentales para el proceso de fabricación en cada punto a lo largo de la construcción y el corte de un componente, y tomar esos datos mediante sensores y técnicas que confirmen que son válidos".

El desafío es determinar cuáles son las características críticas de un componente a medir para el control de procesos. En muchos casos, puede haber más de 30 funciones recortadas en un solo proceso, pero es probable que solo haya un par de dimensiones clave que son críticas para garantizar la calidad aguas arriba, por lo que requiere una comprensión profunda de lo que se puede ajustar y monitorear en la vida real. tiempo

Industria 4.0:el valor de las herramientas adaptables y el proceso de ciclo cerrado

Si el objetivo es aprovechar y adaptarse en el proceso de mecanizado, es esencial comprender el papel de las herramientas adaptativas más nuevas, más avanzadas. En el mundo de la Industria 4.0, también significa obtener una comprensión de cómo los sensores y las herramientas de sondeo automatizado pueden ayudar a informar y validar una gran cantidad de datos de medición y mecanizado dinámico. Estos datos incluyen áreas como la compensación dinámica de trabajo, el control del punto central de la herramienta y el establecimiento de la profundidad y el ancho efectivos de los cortes mediante la medición dinámica de la ruta de vuelo efectiva del cortador.

“La evolución que ha ocurrido con las máquinas de 5 ejes y la capacidad de mover piezas y herramientas al mismo tiempo, junto con la medición en proceso, puede funcionar increíblemente bien para proporcionar un entorno de ciclo cerrado”, dice Skulan.

“En el modelado, no desea simplemente simular lo que está en el dibujo, desea simular lo que realmente sucede en la máquina en este entorno de 'gemelo digital'”, agrega Skulan. “También necesita cambiar su metodología de herramientas y procesos para admitir el control de procesos de ciclo cerrado”.

¿Cómo haces eso? Skulan muestra un ejemplo del uso de la interpolación circular. Como ejemplo, en lugar de utilizar una herramienta de perforación fija de un solo punto que debe configurarse manualmente fuera de línea, el método Industria 4.0 elegiría conducir una fresa a través de un patrón circular que permite emplear técnicas de corte basadas en calibre.

“Se puede realizar un corte automatizado, eliminando solo la mitad de la asignación de existencias, y luego medir la característica resultante usando una sonda en proceso , en ese punto en el tiempo, en esa temperatura específica en tiempo real y en un entorno de mecanizado exacto, y luego actualice las trayectorias automáticamente en ciclo ”, dice Skulan “Este es un control de ciclo cerrado. De esta forma el proceso es totalmente automatizado y ágil.”

Para obtener más información sobre la promesa de Industria 4.0, Skulan presentará "Maximizar la productividad de fabricación en la era de la información" el jueves 13 de septiembre en las sesiones de la conferencia IMTS 2018. Es necesario registrarse.

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