Por qué la trazabilidad es una base esencial para los sistemas de fabricación habilitados para IIoT

Las tecnologías de Internet industrial de las cosas (IIoT) pueden conducir a un aumento drástico en la calidad y el rendimiento de la producción, pero a menudo no son las soluciones listas para usar que muchas empresas del sector de la fabricación pueden esperar. Para obtener el máximo valor de una solución IIoT, los fabricantes deben comprender a fondo la naturaleza de sus operaciones e invertir en un sistema sólido de trazabilidad 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 productos en proceso y productos terminados a lo largo de la planta y la cadena de suministro. La trazabilidad, que alguna vez fue un método relativamente simple para rastrear productos y componentes, ahora se ha convertido en una poderosa estrategia para optimizar la productividad, la calidad y la reputación de la marca dentro de la operación de fabricación al vincular los productos con los parámetros del proceso y las entradas de materia prima.

Desde el seguimiento simple de productos hasta la visibilidad integral del proceso

La transformación de la trazabilidad a lo largo del tiempo, desde la lectura básica de códigos de barras de piezas 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 de fabricación omnipresente. Omron ha dividido estos cambios en cuatro fases generales, que culminan con la fase Trazabilidad 4.0 que combina soluciones de seguimiento y localización de nivel inferior con tecnologías avanzadas de Industria 4.0 e IIoT.

La trazabilidad 1.0 consiste en identificar automáticamente los productos para impulsar la precisión y la eficiencia. La capacidad de marcar una pieza y luego rastrearla mediante lectores de códigos de barras fue innovadora y esta estrategia ha mejorado la eficiencia y la precisión de la fabricación durante el procesamiento de grandes cantidades de artículos o transacciones discretos.

La trazabilidad 2.0 se trata de gestionar el inventario y satisfacer las necesidades de la sociedad. Los fabricantes reconocieron usos adicionales para los códigos de barras, en particular la capacidad de rastrear materiales dentro de las instalaciones de fabricación y en toda la cadena de suministro. Esta estrategia ha permitido retiros de productos específicos, ha reducido el costo de las mejoras de calidad y ha aumentado la confianza del consumidor.

La trazabilidad 3.0 se trata de la optimización de la seguridad de la cadena de suministro y la fabricación al centrarse en todos los componentes y subcomponentes de materia prima necesarios para fabricar un producto, así como el producto terminado con un número de serie codificado. Esto ayuda a garantizar la autenticidad del producto y proporciona una base sólida para los programas contra la falsificación.

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

Es esta etapa final, y acumulativa, de trazabilidad donde IIoT se vuelve totalmente compatible y funcional. Con los tipos de datos que trae Traceability 4.0, los fabricantes pueden responder fácilmente una variedad de preguntas relacionadas con la producción, como qué máquina trabajó en qué producto en qué momento y quién estaba operando la máquina en ese momento. Los posibles escenarios de diagnóstico y análisis de procesos son prácticamente ilimitados y surgen mejoras sustanciales en muchas áreas cuando los datos relevantes de la máquina y el proceso se recopilan sistemáticamente.

Impulsar las decisiones de fabricación

Las soluciones de IIoT, en efecto, construyen un puente entre los procesos de nivel inferior que ocurren en la planta y los objetivos comerciales generales. El ingrediente clave en esta visión holística de las operaciones de fabricación 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, se deben considerar las siguientes preguntas para ayudar a definir los requisitos.

• ¿Cómo se confirmará el cumplimiento de los componentes o las materias primas aguas arriba en función de la información codificada en un código de barras, una etiqueta RFID u otro identificador?

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

• ¿Qué herramientas de producción, parámetros de proceso y secuencias de comandos de prueba deben utilizarse al realizar un paso de proceso específico para un artículo determinado en un entorno de fabricación flexible?

• ¿Qué componentes se utilizan en un subensamblaje específico?

• ¿Qué datos se deben recopilar en cada paso del proceso y cómo se deben poner esos datos a disposición de las aplicaciones MES o Historian de nivel superior?

• ¿Qué decisiones en tiempo real se pueden tomar en función de los datos recopilados?

Cuando los fabricantes implementen un sistema de trazabilidad que considere los factores anteriores, podrán soportar procesos cada vez más complejos y delicados. En última instancia, incluso los componentes más básicos, como los interruptores de las puertas o los sensores de proximidad, tendrán capacidad de red. La verificación de ensamblaje, la garantía de calidad y el control de la lista de materiales (BOM) se pueden optimizar de manera efectiva con una estrategia de Trazabilidad 4.0 que emplea tecnologías de fabricación inteligente como sensores habilitados para IO-Link.

IO-Link es una innovación reciente que respalda 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 de encendido/apagado. Ahora se pueden intercambiar valores de proceso, parámetros y mensajes de diagnóstico, lo que amplía el conjunto de información disponible y permite una amplia gama de opciones de proceso.

Además de proporcionar más datos con los que trabajar, los componentes inteligentes también ayudan a reducir el costo de la construcción de máquinas y el mantenimiento general al pasar de una solución tradicional de cableado directo a una solución de red para los componentes individuales de sus equipos. Con componentes inteligentes en una red, el reemplazo de dispositivos defectuosos es literalmente plug-and-play y algunos OEM han informado una reducción de hasta un 38 % en los costos de cableado.

¿Qué sigue para la trazabilidad y el IIoT?

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

Dicho esto, es importante tener en cuenta lo que hace y lo que no hace la IA. Es básicamente 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 una comprensión sólida 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 deben comprender qué tipo de información recopilan para cada proceso y por qué esa información es importante.

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

Cuanta más información tengan los fabricantes sobre sus procesos, más cerca estarán del objetivo final de las soluciones IIoT plug-and-play basadas en necesidades específicas y específicas. Estos son el tipo de brechas que la IA llena de manera más efectiva. Aunque construir un sistema Traceability 4.0 sólido y en tiempo real que realmente refleje la arquitectura de la línea de producción puede ser una tarea abrumadora, no es desagradecida. El inmenso valor de tal empresa se verá en la facilidad con la que se pueden manipular los datos para ofrecer información.

Este artículo fue escrito por Felix Klebe, gerente de marketing de sensores y detección avanzada, Omron Automation Americas, Hoffman Estates, IL. Para obtener más información, visite aquí .