Trazabilidad: La base clave para el éxito manufacturero habilitado por IIoT

Las tecnologías del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) pueden llevar a un aumento dramático en la calidad y rendimiento de producción, pero a menudo no son las soluciones plug-and-play que muchas empresas en el sector manufacturero pueden esperar. Para obtener el máximo valor de una solución IIoT, los fabricantes necesitan comprender a fondo la naturaleza de sus operaciones e invertir en un sistema de trazabilidad robusto y en tiempo real para recopilar datos relevantes de manera proactiva y sistemática.

Los sistemas de trazabilidad utilizan métodos de identificación como códigos de barras e identificación por radiofrecuencia (RFID) para recopilar y analizar datos sobre el movimiento de trabajos en proceso y productos terminados a lo largo de la planta y la cadena de suministro. Una vez un método relativamente simple para rastrear productos y componentes, la trazabilidad ha evolucionado ahora en una estrategia poderosa para optimizar la productividad, calidad y reputación de marca dentro de la operación manufacturera al vincular productos a parámetros de proceso e insumos de materia prima.

Del simple rastreo de productos a visibilidad integral del proceso

La transformación de la trazabilidad a lo largo del tiempo — desde la lectura básica de códigos de barras de partes y productos individuales hasta sistemas que permiten la investigación profunda de cuellos de botella y problemas de calidad — ofrece una variedad de formas de visualizar esta práctica manufacturera ubicua. Omron ha desglosado estos cambios en cuatro fases generales, culminando con la fase Trazabilidad 4.0 que fusiona soluciones de rastreo de nivel inferior con tecnologías avanzadas de Industria 4.0 e IIoT.

Trazabilidad 1.0 se trata de identificar automáticamente productos para impulsar precisión y eficiencia. La capacidad de marcar una parte y luego rastrearla usando lectores de código de barras fue innovadora y esta estrategia ha mejorado la eficiencia y precisión manufacturera durante el procesamiento de grandes números de artículos o transacciones discretos.

Trazabilidad 2.0 se trata de gestionar inventario y satisfacer las necesidades de la sociedad. Los fabricantes reconocieron usos adicionales para códigos de barras — particularmente la capacidad de rastrear materiales dentro de la instalación manufacturera y a lo largo de la cadena de suministro. Esta estrategia ha permitido retiros de productos dirigidos, reducido el costo de mejoras de calidad y aumentado la confianza del consumidor.

Trazabilidad 3.0 se trata de la optimización de la manufactura y seguridad de la cadena de suministro enfocándose en todos los componentes de materia prima y subcomponentes necesarios para construir un producto, así como el producto terminado con un número de serie codificado. Esto ayuda a asegurar la autenticidad del producto y proporciona una base sólida para programas anti-falsificación.

Trazabilidad 4.0 es la unión de todo lo anterior, junto con parámetros de máquina y proceso para lograr el más alto nivel de calidad, productividad y efectividad general del equipo (OEE). Aunque algunos fabricantes han adoptado Trazabilidad 4.0, representa el futuro para la mayoría. Quienes adoptan la estrategia están ascendiendo a la vanguardia de la manufactura y protección de marca.

Es esta etapa final — y acumulativa — de trazabilidad donde IIoT se vuelve completamente soportado y funcional. Con los tipos de datos que Trazabilidad 4.0 aporta, los fabricantes pueden responder fácilmente a una variedad de preguntas relacionadas con la producción, como qué máquina trabajó en qué producto a qué hora y quién operaba la máquina en ese momento. Los escenarios potenciales de diagnóstico y análisis de proceso son virtualmente ilimitados y surgen mejoras sustanciales en muchas áreas cuando los datos relevantes de máquina y proceso se recopilan sistemáticamente.

Impulsando decisiones de manufactura

Las soluciones IIoT, en efecto, construyen un puente entre los procesos de nivel inferior que ocurren en la planta y los objetivos empresariales generales. El ingrediente clave en esta visión holística de las operaciones manufactureras de una empresa son los datos, que se adquieren, organizan y utilizan por medio de un sistema de trazabilidad. Al implementar un sistema de trazabilidad, las siguientes preguntas deben considerarse para ayudar a definir requisitos.

• ¿Cómo se confirmarán los componentes o materias primas aguas arriba como cumplidores basándose en información codificada en un código de barras, etiqueta RFID u otro identificador?

• ¿A través de qué proceso se mueve una parte particular durante la producción?

• ¿Qué herramientas de producción, parámetros de proceso y scripts de prueba deben usarse al realizar un paso de proceso específico para un artículo dado en un entorno de manufactura flexible?

• ¿Qué componentes se usan en un subensamblaje específico?

• ¿Qué datos deben recopilarse en cada paso de proceso y cómo deben ponerse esos datos a disposición de aplicaciones MES o Historian de nivel superior?

• ¿Qué decisiones en tiempo real pueden tomarse basándose en datos recopilados?

Cuando los fabricantes implementan un sistema de trazabilidad que considera los factores anteriores, podrán soportar procesos cada vez más complejos y delicados. En última instancia, incluso los componentes más básicos — como interruptores de puerta o sensores de proximidad — serán capaces de red. Verificación de ensamblaje, aseguramiento de calidad y control de lista de materiales (BOM) pueden optimizarse efectivamente con una estrategia de Trazabilidad 4.0 que emplee tecnologías de manufactura inteligente como sensores habilitados para IO-Link.

IO-Link es una innovación reciente que sustenta muchos dispositivos "inteligentes" para proporcionar una conexión entre el sensor/actuador y un módulo de interfaz que ayuda a obtener más información de los sensores más allá de una lectura básica ON/OFF. Valores de proceso, parámetros y mensajes de diagnóstico ahora pueden intercambiarse, ampliando el conjunto de información disponible y permitiendo una amplia gama de opciones de proceso.

Además de proporcionar más datos para trabajar, los componentes inteligentes también ayudan a reducir el costo de construcción de máquinas y mantenimiento general al cambiar de una solución de cableado directo tradicional a una solución de red para los componentes individuales de su equipo. Con componentes inteligentes en una red, el reemplazo de dispositivos fallidos es literalmente plug-and-play y algunos OEMs han reportado hasta 38% de reducción en costos de cableado.

¿Qué sigue para la trazabilidad e IIoT?

La inteligencia artificial (IA) se está usando cada vez más para apoyar nuevos aspectos de la manufactura. Emplear estos algoritmos en la nube para monitorear y soportar procesos no es algo nuevo, pero los fabricantes están empezando a sacar la IA de la nube y empujarla a la máquina para impactar la manufactura en una máquina específica en tiempo real. Como parte de un sistema de trazabilidad, puede identificar tendencias cuando hay demasiadas variables para permitir programación explícita.

Dicho esto, es importante tener en cuenta lo que la IA hace y no hace. Básicamente es una forma avanzada de procesar datos y por esa razón, requiere experiencia humana para determinar qué datos usar y cómo usarlos. Dejar que los algoritmos funcionen como una "caja negra" sin un sólido entendimiento de las complejidades de la línea de producción puede no ser una receta para el desastre, pero tampoco es una receta para el éxito. Los fabricantes necesitan entender qué tipo de información están recopilando para cada proceso y por qué esa información importa.

Esencialmente, esta es la razón por la que una estrategia clara de trazabilidad debe tomarse en cuenta para la adopción de tecnologías IIoT por cualquier fabricante. La trazabilidad, por definición, es un medio de recopilar y organizar datos de la planta en tiempo real. Si estos datos se recopilan al azar con entendimiento mínimo de su importancia, eso no es trazabilidad efectiva y no es una base viable para implementar soluciones de manufactura inteligente. La manufactura inteligente habilitada por IIoT demanda una solución de trazabilidad bien organizada.

Cuanta más información tengan los fabricantes sobre sus procesos, más cerca estarán del objetivo final de soluciones IIoT plug-and-play basadas en necesidades específicas y dirigidas. Estos son el tipo de brechas que la IA llena más efectivamente. Aunque construir un sistema robusto de Trazabilidad 4.0 en tiempo real que realmente refleje la arquitectura de la línea de producción puede ser una tarea desalentadora, no es ingrata. El inmenso valor de tal emprendimiento se verá en la facilidad con la que los datos pueden manipularse para ofrecer insights.

Este artículo fue escrito por Felix Klebe, Gerente de Marketing – Sensores y Sensado Avanzado, Omron Automation Americas, Hoffman Estates, IL. Para más información, visite .