¿Ya está aquí el futuro de la automatización en el sector de la fabricación?

Las instalaciones de fabricación del futuro implementarán una automatización extremadamente fácil de usar, segura, flexible y asequible respaldada por IA e interfaces de software y hardware estandarizadas. En varios aspectos clave, las tecnologías transformadoras necesarias para que todo esto suceda ya están aquí, impulsadas por la demanda dentro del propio sector manufacturero. Estas tecnologías brindan una visión tentadora del futuro de la automatización de la fabricación.

La perspectiva de fabricación

El sector manufacturero se enfrenta a una crisis de mano de obra calificada y no calificada que continuará en el futuro. La brecha de habilidades de fabricación solo en los Estados Unidos podría generar hasta 2,1 millones de puestos de trabajo sin cubrir para 2030 a un costo de USD 1 billón para la economía nacional, según un estudio reciente de Deloitte y el Instituto de Manufactura.

Es un patrón que se repite en todo el mundo y está impulsando el crecimiento en la adopción de la automatización. Un Informe de resiliencia global de Deloitte de 2021 separado encontró que el 57 % de los encuestados de fabricación ya han utilizado tecnologías avanzadas para rediseñar las tareas laborales, incluida la automatización de tareas que antes eran manuales.

Al mismo tiempo, los fabricantes se enfrentan a una demanda creciente de sus productos, impulsada por un sector de comercio electrónico en auge. Y además de todo esto, las demandas de los clientes están cambiando. Hay una tendencia notable hacia una personalización cada vez mayor del producto final, lo que impulsa la demanda de una automatización flexible que sea rápida y fácil de reprogramar y redesplegar. La tendencia relacionada hacia la producción de mezcla alta/volumen bajo ya está aquí y también está lista para crecer en el futuro.

Los fabricantes necesitarán más automatización en el futuro. Eso es un hecho. Pero como veremos, necesitarán cada vez más una automatización con características específicas; es decir, automatización con alta usabilidad, segura, flexible, estandarizada y asequible.

Regreso al futuro

Hace veinte años, la automatización industrial tradicional era el único juego disponible y solo se invitaba a jugar a las grandes empresas debido al costo y la complejidad involucrados. La automatización industrial tradicional se adapta mejor a la producción de mezcla baja/alto volumen, requiere expertos costosos para programar y tiene una gran huella. También requiere protección y cercas de seguridad extensivas para proteger a los trabajadores humanos.

La automatización industrial tradicional sigue siendo el segmento más grande del mercado mundial de robótica industrial. Pero el segmento de más rápido crecimiento del mercado de robots industriales son los robots colaborativos (o cobots) y aquí obtenemos pistas importantes sobre la dirección a la que se dirige la automatización de la fabricación.

Caracterizados por la facilidad de uso, la baja inversión de capital, el tamaño reducido, la flexibilidad y la operación segura con humanos, la aparición de cobots y robots industriales livianos en los últimos 15 años permite que las pequeñas y medianas empresas (PYME) se beneficien de la automatización para la primera vez. También ha mostrado a las empresas de automatización de todo tipo la importancia de proporcionar a sus clientes soluciones con un alto nivel de seguridad, facilidad de uso y flexibilidad.

Antes de sumergirnos en las características clave de la futura automatización de la fabricación, hagámonos la pregunta:"¿Qué tan cerca del futuro está la tecnología actual?" en el camino:tenga en cuenta que los cobots no son la solución para todos los problemas de automatización de la fabricación, especialmente cuando se requieren velocidades extremadamente altas y cargas útiles pesadas. Y aunque su popularidad crece rápidamente, los cobots siguen siendo un segmento de nicho del mercado de automatización industrial.

Sin embargo, en términos de derribar las barreras en torno a la asequibilidad, la facilidad de uso, la seguridad y la flexibilidad, el efecto transformador de los cobots se siente en todos los tipos de robots y está dando forma al futuro panorama de la automatización.

Seguridad

Las tecnologías actuales, como las cortinas de luz y los sensores de proximidad, permiten a los fabricantes hacer que casi cualquier tipo de celda automatizada sea segura para usar cerca de humanos (sujeto a evaluaciones de riesgo). Esto significa que la seguridad ya no es exclusiva de los robots colaborativos, ya que también incorpora implementaciones seguras de células robóticas industriales tradicionales. Cuando se trata de un funcionamiento seguro, el futuro ya está aquí.

Usabilidad

Los analistas y expertos del mercado predicen un auge en las aplicaciones robóticas, pero para que eso suceda, tenemos que minimizar el tiempo de implementación en cada aplicación haciendo que la automatización sea más fácil de implementar.

Por el lado del software, esto significa un software con interfaces intuitivas que los operadores pueden implementar con una capacitación mínima, lo que ahorra tiempo y dinero en programación e ingeniería. En el lado del hardware, esto significa funciones plug-and-play y una fácil interoperabilidad entre diferentes tipos de robots y componentes de robots. También significa efectores finales de enganche y desenganche y la desaparición de las herramientas que se fijan en su lugar con 60 tornillos pequeños.

Todos los fabricantes de productos de automatización están pensando en estas cosas, pero hay mucha variación entre las ofertas disponibles. Por ejemplo, ya es posible encontrar componentes de automatización fáciles de usar y listos para usar que se pueden implementar en una amplia gama de diferentes tipos de robots industriales. Pero este tipo de oferta de "ventanilla única" es la excepción y no la regla.

En el futuro, estas características serán la regla para todas las ofertas de automatización. Y uno de los catalizadores clave para ese cambio será la creciente estandarización tanto del lado del hardware como del software.

Estandarización

¿Por qué los integradores deberían dedicar tiempo a reinventar la rueda con soluciones personalizadas cuando pueden comprar productos estandarizados? La automatización estandarizada proporciona una amplia interoperabilidad entre los componentes, es más económica que diseñar sistemas desde cero y libera a los integradores para que se concentren en implementar robots y hacer que las aplicaciones se ejecuten.

Hoy en día, cada vez más integradores están haciendo ofertas de paquetes con productos estandarizados. Esto significa un ahorro de costes para los clientes de fabricación en la instalación y el mantenimiento. A medida que se extienda la estandarización, también significará que un integrador que podría instalar cinco proyectos hoy pronto podrá instalar 50. El integrador cobrará menos por instalación, lo que reducirá los costos y hará que la automatización sea accesible para las PYME con problemas de liquidez, al mismo tiempo que permitirá integradores para ganar más dinero de lo que antes era posible.

Los productos estandarizados están disponibles en la actualidad y se están realizando esfuerzos para desarrollar estándares de hardware y software de robótica, pero la industria aún tiene camino por recorrer para lograr algo parecido a la estandarización universal.

Flexibilidad:el rol cambiante del integrador

La flexibilidad es muchas cosas, pero en esencia, es un conjunto de herramientas para garantizar que su producción sea eficiente, ágil y capaz de volver a implementarse y cambiar rápidamente.

El futuro de la automatización de la fabricación significa una automatización flexible diseñada para satisfacer las demandas de personalización de los clientes de la empresa de fabricación. También significa configuraciones de producción y automatización flexibles y fácilmente personalizables que son fáciles de programar y fáciles de (re)implementar, lo que minimiza el tiempo de inactividad y reduce los costos durante los cambios en el proceso de producción.

Brindarles a los fabricantes la capacidad de controlar las implementaciones por sí mismos, incluida la mayor parte del mantenimiento y la programación, es empoderador para el usuario final. Y la automatización se está moviendo rápidamente en esta dirección. A medida que los usuarios finales adquieran más poder gracias al aumento de la usabilidad, el papel de los integradores también cambiará. Los integradores podrán concentrarse cada vez más en implementar la automatización, en lugar de diseñar y programar aplicaciones.

Los robots industriales tradicionales, difíciles de programar y en su mayoría de un solo propósito, siguen siendo el segmento más grande del mercado de robótica industrial actual. Por lo tanto, a pesar de algunas excepciones, que se encuentran particularmente en los segmentos de cobots y robots industriales livianos de rápido crecimiento, la industria tiene mucho camino por recorrer cuando se trata de proporcionar la flexibilidad que requieren los fabricantes.

Sin embargo, en el futuro, a medida que más empresas adopten la flexibilidad en sus diseños de robots y componentes de robots, los fabricantes podrán (re)implementar la automatización de forma rápida y sencilla como algo natural.

Inteligencia creciente

Espere ver más funciones de inteligencia artificial (IA) incorporadas en toda la línea de producción, incluso dentro de cada robot y efector final. La IA es un facilitador crucial de los procesos de recopilación y análisis de datos que respaldan la Industria 4.0.

La IA ya se puede usar para brindar capacidades de monitoreo remoto al proporcionar transparencia en los problemas que surgen cuando, por cualquier motivo, su robot no funciona o no funciona al nivel de eficiencia requerido para su aplicación. En el futuro, esta transparencia será un componente estándar de todas las instalaciones. Espere que las aplicaciones de monitoreo remoto compatibles con IA, por ejemplo, se conviertan en estándar en los próximos años, junto con un crecimiento masivo en el mantenimiento remoto habilitado para IA y las aplicaciones de inspección basadas en visión.

Eventualmente, la programación será realizada por plataformas de IA construidas sobre una interfaz de software universal utilizada en todos los robots.

Automatización como servicio

A medida que se desarrolla el modelo de negocios "como servicio", basándose en las ofertas de robots como servicio y accesorios como servicio que vemos hoy, podemos esperar poder usar servicios simples como Uber. aplicaciones de teléfonos inteligentes para ordenar las tecnologías necesarias para automatizar partes específicas del proceso de producción. La capacidad de pagar la automatización a una tarifa por pieza producida, por ejemplo, elimina la inversión de capital inicial, permite una gestión de costos más efectiva y elimina otra barrera para la adopción de la automatización. Espere ver un aumento masivo en las ofertas como servicio en los próximos años, una tendencia que permitirá aún más a las pymes adoptar soluciones de automatización.

¿El futuro de la automatización en el sector manufacturero ya está aquí? Si y no. Lo vislumbramos en la aparición de cobots, brazos robóticos industriales livianos y en algunas ofertas de herramientas de efecto final y final de brazo. En otros aspectos, se requerirá un esfuerzo considerable por parte del sector de la automatización para hacer realidad la promesa de una futura automatización, particularmente en relación con los esfuerzos de estandarización. Una cosa es segura:la sinergia entre los sectores de fabricación y automatización se intensificará, impulsando los avances tecnológicos de este último y mejorando la productividad y aumentando las ganancias para el primero.

Este artículo fue escrito por Kristian Hulgard, Gerente General, División de las Américas en OnRobot, Irving, TX. Para obtener más información, visite aquí .