La historia detrás de la fábrica inteligente estadounidense de Schneider Electric

¿Qué es exactamente una fábrica inteligente? Las definiciones rudimentarias tienden a enfatizar el uso de tecnología digital y conectividad por parte de una fábrica inteligente. Descripciones más sofisticadas pintan una imagen más clara, como la de Deloitte, que describe una fábrica inteligente como "un sistema flexible" que puede "autooptimizarse", "autoadaptarse" y "aprender de nuevas condiciones en tiempo real o casi real". y ejecutar de forma autónoma procesos de producción completos ". Es decir, una fábrica inteligente aprovecha un circuito de retroalimentación para optimizar sus operaciones a gran escala.

Schneider Electric anunció recientemente que la compañía había presentado la "primera fábrica inteligente en los EE. UU." que condujo a la eliminación del papeleo en un 90% y redujo el tiempo medio de reparación en un 20%.

Con sede en Lexington, Kentucky, la instalación ha estado en funcionamiento desde 1958, cuando la empresa Square D la abrió. Schneider Electric adquirió Square D en 1991. Desde entonces, Schneider ha mejorado constantemente las instalaciones, sentando las bases para la marca de fábrica inteligente de este año. La instalación fabrica centros de carga e interruptores de seguridad. El proceso de fabricación implica prensado, remachado, soldadura, pintura, montaje y pruebas de calidad.

Luke Durcan, director EcoStruxure de Schneider Electric, se apresura a señalar el desafío de señalar un momento específico en el que las instalaciones de Lexington obtuvieron su estado inteligente. La perspectiva de construir una fábrica inteligente es "siempre una progresión en el tiempo", dijo. "No es un trato de una sola vez".

De hecho, las raíces de la fábrica inteligente se remontan a décadas anteriores al uso generalizado del término. El proceso de integrar varias tecnologías y ponerlas bajo un mismo paraguas se ha convertido en una prioridad más recientemente. “Lo pones bajo el estandarte [de la fábrica inteligente] y, de repente, la gente está un poco más interesada”, dijo Durcan. "Y si se ve sexy, es más fácil conseguir la inversión interna para que funcione".

Las iniciativas relevantes en la historia de la fábrica inteligente de Lexington incluyen una inversión en software de inversión de planificación de requisitos de materiales (MRP) luego de la adquisición de Schneider de las instalaciones de Square D en 1991. Esto más tarde dio lugar a una implementación de planificación de recursos empresariales (ERP).

Los primeros esfuerzos para extender la automatización en toda la planta impulsaron la productividad de tornos, prensas y centros de mecanizado. Esta inversión en la automatización de máquinas aisladas, que PwC denomina una iniciativa de “Industria 3.0”, puede proporcionar un trampolín para iniciativas de Industria 4.0, que a menudo se centran en ganancias de productividad en toda la planta basadas en la digitalización y la integración de datos.

En la década de 1990, los gerentes de la planta de Lexington “se contagiaron del 'error' de lean, al igual que sus contrapartes que trabajaban para empresas de todo el mundo.

La filosofía lean, con su énfasis en reducir el desperdicio y optimizar los flujos de trabajo y procesos de los trabajadores, sigue siendo una prioridad. “Esta no es una pieza tecnológica. Se trata de personas y procesos. Se trata de invertir en una capacidad y un flujo ajustado, así como en la gestión de kanban a través de la instalación ”, dijo Durcan.

En términos de su enfoque esbelto, la instalación de Lexington es una especie de microcosmos para la adopción de Schneider Electric de la filosofía de manufactura esbelta en general.

Un ejemplo de una reducción de desperdicio inspirada en el esbelto es la implementación de la herramienta EcoStruxure Resource Advisor y Power Monitoring Expert de Schneider para permitir una reducción del 3.5% en el uso anual de energía, así como una reducción de $ 6.6 millones en ahorros regionales desde 2012.

Hace aproximadamente una década, los gerentes de las instalaciones de Lexington invirtieron en un sistema transportador sin energía dentro de la instalación. El sistema power-and-free tiene un riel superior e inferior. La vía aérea se conoce como vía de "potencia", mientras que la inferior se llama vía "libre". La longitud de toda la pista es de más de una milla.

Esta inversión para automatizar el manejo de materiales en las instalaciones fue anterior al aumento de popularidad de palabras de moda como Industria 4.0 o IoT. Lo mismo ocurre con una inversión en un sistema de ejecución de fabricación (MES) en la década de 2000, que ayudó a impulsar el progreso en términos de la integración de datos basada en el flujo de materiales.

"A medida que avanzamos rápidamente hasta el día de hoy, tenemos un par de iniciativas importantes para reunir todos los diferentes datos", dijo Durcan. Eso significa sintetizar datos del MES, ERP y otros sistemas discretos de la planta que se encuentran alrededor de la instalación. Por ejemplo, la instalación utiliza el software Maximo de IBM para la gestión del mantenimiento y los asuntos relacionados con los procesos. “Maximo mantiene gran parte de nuestro proceso de documentación de reparación de mantenimiento. SAP tiene ese modelo de activos que tenemos en todas las instalaciones ”, dijo Durcan. La planta utiliza la plataforma de integración de datos Wonderware para ayudar a visualizar todo tipo de datos relacionados con las instalaciones. "Tenemos estas numerosas inversiones y decisiones que hemos tomado a lo largo del tiempo", dijo Durcan. "Pero estamos utilizando una capa de integración de datos de tecnología operativa y OT centralizada para unir todo".

Cuando se le preguntó cómo se relaciona Wondware con la plataforma Ecostruxure de Schneider, Durcan explica que una empresa con sede en el Reino Unido, Aveva, que administra el software, es una subsidiaria de propiedad mayoritaria de Schneider. “Cuando hablo de EcoStruxure, hablo de Wonderware como parte de la solución EcoStruxure”, dijo Durcan. "Es una entidad legal separada de Schneider, pero en lo que respecta a nuestros clientes, es parte de Ecosruxure".

Una implementación del software Aveva Insight Data y la integración de datos que llevó a una reducción del tiempo de inactividad de los procesos críticos en un 5%, según un comunicado de prensa.

La instalación de Lexington utiliza un modelo de activos con relaciones jerárquicas de varios objetos para proporcionar una medida de la eficacia general del equipo en toda la instalación. “Cuando implementa la solución jerárquica dentro de SAP, puede usarla como un marco de modelo de activos que luego puede extraer o proyectar en otros sistemas”, dijo Durcan. “SAP es el modelo de activos fundamental. Si quiero saber cuál es el modelo en Maximo, puedo extraerlo de SAP. Si quiero saber qué hay en Wonderware, lo sacaré de SAP. Así que, de nuevo, el concepto de una única fuente de verdad es la creación de un modelo de activos coherente en toda la empresa ".

La instalación de Lexington también ha ayudado a que Durcan sea un fanático de la tecnología de realidad aumentada, que admite que vio con escepticismo hace varios años. “Hace cuatro o cinco años, cuando me encontré con la realidad aumentada, pensé:'Sí, es un poco elegante, llama la atención. Pero en realidad no va a hacer nada ".

Un producto de Schneider conocido como Augmented Operator Advisor en uso en las instalaciones de Lexington ayudó a conquistarlo. “Lo implementamos en Lexington hace dos años y es realmente genial”, dijo. "Soy un converso".

Un trabajador que usa el sistema puede caminar hasta una de las 16 máquinas en la instalación que actualmente tiene capacidad de realidad aumentada y ver datos operativos en vivo. Todo lo que el trabajador tiene que hacer es escanear un código QR con un teléfono inteligente o tableta primero. “Obtiene una transmisión en vivo desde los PLC al teléfono inteligente o tableta”, dijo Durcan. “Usted sabe cuál es el estado, si está funcionando, si hay fallas, alarmas o problemas de seguridad. Desde una perspectiva eléctrica, puedes ver si hay algún problema eléctrico allí. Puedes mirar dentro del panel ". En total, la tecnología AR ha reducido el tiempo de reparación de una máquina averiada en aproximadamente un 20%.

La tecnología AR no solo impulsa la productividad de las máquinas individuales, sino que también lo hace en toda la instalación. “Estas herramientas de flujo de trabajo en el entorno de realidad aumentada nos permiten acumular información sobre el rendimiento de la máquina del encargado de mantenimiento para decir:" Bien, vimos este dato ". Creemos que esto es lo que sucedió '”. Es decir, que el trabajador puede elegir de un cuadro desplegable e informar cuando un rodamiento está fallando, hay un problema de lubricación o sello, o cuando un motor se ha quemado. Compare eso con pedirle al trabajador que informe retrospectivamente sobre los problemas de la máquina. "Mientras que si está haciendo [este informe] en tiempo real con una herramienta genial, que empuja a estos chicos y chicas, lo hace mucho más poderoso", dijo Durcan. El proceso impulsado por AR ayuda a entrenar modelos analíticos y, en última instancia, a las máquinas para que funcionen mejor con el tiempo.

“Esta es la ingestión de contexto a escala industrial”, dijo Durcan. Cuando haces eso, ahí es donde realmente nos trasladamos a las fábricas inteligentes. Así es como realmente se llega a un punto en el que entrenamos algoritmos para que sean realmente inteligentes ".