IA en Prototipado Inteligente: Transformando Eficiencia y Reducción de Costes

Publicado el 26 de noviembre de 2019 | Por WayKen

Desde el desarrollo de los primeros ordenadores, la TI ha marchado exitosamente a cada industria y ha asumido una porción considerable, si no dominante, de las funciones. Esta porción crece cada año a medida que se desarrollan sistemas de control electrónico y software de gestión. El Prototipado Inteligente es una de las muchas áreas donde la TI puede aumentar la eficiencia y disminuir el coste de todos los procesos. Una de las soluciones potenciales es usar inteligencia artificial para fines de fabricación.

Inteligencia Artificial para Prototipado Hoy

Algunas partes de la IA ya se usan para fabricación de prototipos hoy. No son tecnologías de primera línea ya que usar cierto software y hardware de IA requiere que sea comercialmente viable e infalible. Sin embargo, se han alcanzado ciertos avances. Por ejemplo, robots de transporte son ampliamente empleados por fabricantes. Son muy flexibles, pueden levantar gran peso siendo considerablemente pequeños y pueden trabajar en tándem con un trabajador humano, lo que significa que son absolutamente seguros. Estos robots dependen en gran medida de visión artificial para determinar dónde pueden tocar el objeto movido y dónde colocarlo. Además, algunos sistemas de fabricación están equipados con sistemas de auto-ajuste de IA. Una máquina herramienta puede medir el acabado superficial de la pieza mientras la mecaniza. Si es necesario un ajuste en parámetros de corte, la máquina lo hace automáticamente.

Esos ejemplos son solo la punta del iceberg en cómo la IA puede mejorar el prototipado en el futuro.

Cómo la IA Aumentará la Eficiencia del Prototipado

Las máquinas ya pueden sustituir humanos en diferentes tipos de trabajo manual, cálculos y monitorización de sistemas. Sin embargo, lo que diferencia un trabajo humano de uno de máquina hoy es la toma de decisiones. Las máquinas tienen más potencia y fuerza pero los humanos toman todas las decisiones. A medida que la IA se desarrolla, las máquinas empiezan a tomar sus propias decisiones. Cómo recoger una pieza, cómo moverla para no colisionar con nada y cómo colocar el objeto correctamente... Ese es el paso más fácil. Luego, cómo organizar el flujo de piezas en un taller de prototipado para cumplir todos los plazos, cómo elegir los parámetros óptimos para mecanizado CNC de prototipos, cómo elegir el mejor material para mecanizado CNC, y así sucesivamente... El potencial aquí es enorme y solo depende de las capacidades de la IA.

Desarrollos tecnológicos recientes nos permiten ver avances potenciales en el futuro próximo. Revisemos los posibles usos de la IA para prototipado inteligente.

Visión Artificial para Precisión Excepcional

La industria moderna se está volviendo más pequeña y no me refiero a volúmenes de producción. Circuitos hardware, microchips, y consecuentemente sus envolventes y electrodomésticos en general, se están haciendo más pequeños. Mientras tanto, las demandas de precisión aumentan. Algunas industrias ya han alcanzado un punto donde la precisión requerida y velocidades de fabricación han superado las capacidades humanas. Así, robots programados tomaron su lugar en líneas de producción y los humanos se movieron al área de prototipado donde la velocidad de fabricación es más lenta pero la flexibilidad es más importante. Sin embargo, los tamaños siguen reduciéndose. Cuando los humanos no puedan lidiar más con ensamblajes microscópicos, robots de alta precisión con IA les sustituirán. Tales robots son mucho más flexibles que sus contrapartes de producción en masa gracias a la visión artificial.

Procesos Verdaderamente Flexibles

La toma de decisiones es una característica indispensable para la planificación de procesos. Ahora mismo las capacidades de inteligencia del software son bastante limitadas. Puede calcular cadenas de producción complejas con múltiples configuraciones diferentes, como siempre ocurre en la industria del prototipado, y estimar la línea de tiempo total de todos los proyectos en el taller. Sin embargo, el ingeniero genera la ruta que toma la pieza dependiendo de las operaciones necesarias. Él es quien asigna operaciones a los equipos. Lo hace basándose en experiencia; el proceso por sí mismo puede ser eficiente pero si miramos el panorama completo, montones de prototipos simples, lotes pequeños y modelos de prueba pueden coincidir en un taller y crear cuellos de botella para que una unidad de equipo esté cargada al 200% mientras otras están inactivas.

El siguiente paso para software de planificación de procesos con IA es darle la libertad total para organizar procesos, operaciones e incluso la distribución del taller. El software de IA puede calcular miles de combinaciones en un segundo y generará una mejor solución.

Espacios de Trabajo Más Seguros para Trabajo Peligroso

La fabricación es a menudo peligrosa. Por eso tenemos estándares: para ventilación, luz, contacto con químicos, protección personal, etc. Hoy esto es necesario porque los humanos hacen todos los trabajos peligrosos. ¿Por qué? Esos trabajos necesitan toma de decisiones o flexibilidad. Justo las dos cosas que se supone que la IA debe proporcionar a los robots. Todas las regulaciones de seguridad laboral resultan en muchos costes adicionales para empresas de prototipado. Y eso, a su vez, hace los productos más caros. Ahora considere que tiene trabajadores que no necesitan esas reglas y regulaciones. Dependiendo de lo que monte en ellos, los robots pueden trabajar en condiciones irrazonablemente tóxicas, alta temperatura, pueden trabajar bajo agua, en la oscuridad, cuando hace frío. ¡Y estarán bien!

Despliegue Móvil Puede Revolucionar Talleres de Prototipado

La IA puede añadirse a todas las máquinas herramienta, robots de carga y máquinas de control para hacerlos sincronizados y actuar como una sola criatura unificada. ¿A qué llevará eso?

Las líneas de montaje de coches modernas consisten en una estructura rígida donde la pieza se mueve a lo largo de puestos de trabajo específicos donde se realiza una sola operación. Es perfecto para producción en masa pero el sistema es extremadamente inflexible.

La IA puede revolucionar la distribución de equipos y líneas de producción como las conocemos. Múltiples unidades móviles conectadas pueden combinarse de tal manera que puedan procesar cualquier pieza. El sistema de control central decide qué unidad de equipo se necesita y las organiza juntas. Piénselo como colaboración robótica en lugar de línea de fabricación. La toma de decisiones de IA combinada con el despliegue móvil robótico puede crear una nueva distribución de taller cada día o incluso para cada pieza individual y tomará la misma cantidad de tiempo que mover gente por el lugar.