Automatización en la fabricación: el futuro ya está aquí

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

La perspectiva de la fabricación

El sector manufacturero enfrenta una crisis de mano de obra calificada y no calificada que se prevé continúe en el futuro. La brecha de habilidades en la fabricación solo en Estados Unidos podría dejar hasta 2,1 millones de empleos sin cubrir para 2030, con un costo de 1 billón de dólares para la economía nacional, según un estudio reciente de Deloitte y el Instituto de Fabricación.

Es un patrón que se repite en todo el mundo y está impulsando el crecimiento en la adopción de automatización. Un informe separado de Deloitte Global Resilience Report 2021 encontró que el 57% de los encuestados del sector manufacturero ya han utilizado tecnologías avanzadas para rediseñar tareas laborales, incluida la automatización de tareas previamente manuales.

Al mismo tiempo, los fabricantes enfrentan una creciente demanda de sus productos, impulsada por un sector de comercio electrónico en auge. Y además, 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 automatización flexible, rápida y fácil de reprogramar y rediseñar. La tendencia relacionada hacia la producción de alta mezcla/bajo volumen ya está aquí y también está destinada a crecer en el futuro.

Los fabricantes necesitarán más automatización en el futuro. Eso es un hecho. Pero, como veremos, necesitarán cada vez más automatización con características específicas: es decir, automatización que destaque en usabilidad, seguridad, flexibilidad, estandarización y asequibilidad.

De vuelta al futuro

Hace veinte años, la automatización industrial tradicional era la única opción y solo las grandes empresas podían permitírsela debido al costo y la complejidad. La automatización industrial tradicional es más adecuada para producción de baja mezcla/alto volumen, requiere expertos costosos para programar y ocupa mucho espacio. También requiere protecciones y vallados extensos para proteger a los trabajadores humanos.

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

Caracterizados por facilidad de uso, baja inversión de capital, huella reducida, flexibilidad y operación segura alrededor de humanos, la aparición de cobots y robots industriales ligeros en los últimos 15 años permite a las pequeñas y medianas empresas (PYMES) beneficiarse de la automatización por primera vez. También ha mostrado a empresas de automatización de todo tipo la importancia de proporcionar a sus clientes soluciones que destaquen en seguridad, usabilidad y flexibilidad.

Antes de profundizar en las características clave de la futura automatización de fabricación —preguntándonos "¿Qué tan cerca está la tecnología actual del futuro?" en el camino— noten que los cobots no son la solución a todos los problemas de automatización de fabricación, especialmente cuando se requieren velocidades extremadamente altas y cargas pesadas. Y aunque crecen rápidamente en popularidad, los cobots siguen siendo un segmento de nicho del mercado de automatización industrial.

No obstante, en términos de derribar barreras en asequibilidad, usabilidad, seguridad y flexibilidad, el efecto transformador de los cobots se siente en todos los tipos de robots y está moldeando el futuro panorama de la automatización.

Seguridad

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

Usabilidad

Analistas y expertos del mercado predicen un auge en aplicaciones robóticas, pero para que eso ocurra, debemos minimizar el tiempo de implementación en cada aplicación haciendo que la automatización sea más fácil de desplegar.

En el lado del software, esto significa software con interfaces intuitivas que puedan ser desplegadas por operadores con formación mínima, ahorrando tiempo y dinero en programación e ingeniería. En el lado del hardware, esto significa características plug-and-play e interoperabilidad fácil entre diferentes tipos de robots y componentes robóticos. También significa efectores finales de acoplamiento rápido y el fin de herramientas fijadas con 60 tornillos pequeños.

Todos los fabricantes de productos de automatización piensan en estas cosas, pero hay mucha variación entre las ofertas disponibles. Por ejemplo, ya es posible encontrar componentes de automatización fáciles de usar, listos para usar, que pueden desplegarse en una amplia gama de robots industriales. Pero este tipo de oferta "todo en uno" es la excepción, 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 en hardware como en software.

Estandarización

¿Por qué los integradores deberían perder tiempo reinventando la rueda con soluciones personalizadas cuando pueden comprar productos estandarizados? La automatización estandarizada proporciona interoperabilidad generalizada entre componentes, es más barata que diseñar sistemas desde cero y libera a los integradores para enfocarse en desplegar robots y poner aplicaciones en marcha.

Hoy en día, cada vez más integradores hacen paquetes con productos estandarizados. Esto significa ahorro de costos para clientes manufactureros en instalación y mantenimiento. A medida que la estandarización se extienda, también significará que un integrador que hoy puede instalar cinco proyectos pronto podrá instalar 50. El integrador cobrará menos por instalación, reduciendo el costo y haciendo la automatización accesible para PYMES con poco capital, mientras permite a los integradores ganar más dinero que antes.

Los productos estandarizados están disponibles hoy y hay esfuerzos en marcha para desarrollar estándares de software y hardware robótico, pero la industria aún tiene camino por recorrer para lograr algo parecido a una estandarización universal.

Flexibilidad: El papel cambiante del integrador

La flexibilidad es muchas cosas, pero en esencia es un conjunto de herramientas para asegurar que tu producción sea esbelta, ágil y capaz de rediseñarse y cambiar rápidamente.

El futuro de la automatización de fabricación significa automatización flexible diseñada para satisfacer las demandas de personalización de los clientes manufactureros. También significa configuraciones de producción flexibles y fácilmente personalizables y automatización fácil de programar y (re)desplegar, minimizando tiempo de inactividad y reduciendo costos durante los cambios de proceso de producción.

Dar a los fabricantes la capacidad de controlar los despliegues ellos mismos, incluyendo la mayor parte del mantenimiento y la programación, empodera al usuario final. Y la automatización avanza rápidamente en esta dirección. A medida que los usuarios finales se empoderan con una usabilidad creciente, el papel de los integradores también cambiará. Los integradores podrán enfocarse cada vez más en desplegar automatización, en lugar de diseñar y programar aplicaciones.

Los robots industriales tradicionales difíciles de programar, mayormente de propósito único, siguen siendo el segmento más grande del mercado actual de robótica industrial. Así que, a pesar de algunas excepciones —encontradas particularmente en los segmentos de cobots y robots industriales ligeros de rápido crecimiento— la industria aún tiene camino por recorrer para proporcionar la flexibilidad que requieren los fabricantes.

En el futuro, sin embargo, a medida que más empresas abracen la flexibilidad en sus diseños de robots y componentes, los fabricantes podrán (re)desplegar automatización rápida y fácilmente como norma.

Inteligencia creciente

Espera ver más funciones de inteligencia artificial (IA) incorporadas en toda la línea de producción, incluyendo dentro de cada robot y efectores finales. La IA es un facilitador crucial de los procesos de recolección y análisis de datos que respaldan la Industria 4.0.

La IA ya puede usarse para proporcionar capacidades de monitoreo remoto al ofrecer transparencia sobre problemas que surgen cuando, por cualquier razón, tu robot no funciona o no trabaja al nivel de eficiencia requerido para tu aplicación. En el futuro, esta transparencia será un componente estándar de cada instalación. Espera aplicaciones de monitoreo remoto soportadas por IA, por ejemplo, que se conviertan en estándar en los próximos años, junto con un crecimiento masivo en mantenimiento remoto habilitado por IA e inspección visual basada en visión.

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

Automatización como servicio

A medida que el modelo de negocio "como servicio" se desarrolla, basándose en las ofertas de Robots como Servicio y Fijaciones como Servicio que vemos hoy, podemos esperar poder usar aplicaciones simples de smartphone tipo Uber para ordenar las tecnologías requeridas para automatizar partes específicas del proceso de producción. La capacidad de pagar por automatización a una tasa por pieza producida, por ejemplo, elimina la inversión inicial de capital, permite una gestión de costos más efectiva y elimina otra barrera para la adopción de automatización. Espera ver un aumento masivo en ofertas como servicio en los próximos años —una tendencia que empoderará aún más a las PYMES para adoptar soluciones de automatización.

¿El futuro de la automatización en el sector manufacturero ya está aquí? Sí y no. Lo vislumbramos en la aparición de cobots, brazos robóticos industriales ligeros y en algunas ofertas de efectores finales y herramientas de extremo de brazo. En otros aspectos, se requerirá un esfuerzo considerable por parte del sector de automatización para convertir la promesa de la automatización futura en realidad, particularmente en relación con los esfuerzos de estandarización. Una cosa es cierta: la sinergia entre los sectores de fabricación y automatización se intensificará, impulsando avances tecnológicos del segundo y mayor productividad y ganancias para el primero.

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