Composites 4.0: Asistentes digitales y edge computing para fábricas inteligentes de próxima generación

Seguimiento de herramientas en el software de Plataine para producción Composites 4.0 permite a fabricantes optimizar uso de herramientas, mantenimiento y gasto de capital. FUENTE | Plataine.

Ben-Bassat dice que con este conocimiento de lo que han estado haciendo las herramientas (piezas, proceso, calidad), el software de Plataine puede analizar situaciones individuales. "Digamos que tienes dos herramientas: una necesita mantenimiento tras 9 ciclos y otra tras 10. Analizamos cómo y por qué estas herramientas son diferentes. Poco mantenimiento arriesga problemas de calidad, pero demasiado mantenimiento reduce rendimiento. Además, comprar herramientas es una inversión seria, con algunas costando cientos de miles a millones de dólares. Así que los fabricantes quieren evitar comprar nuevas herramientas si es posible, pero cuando es necesario, necesitan asegurar que estas herramientas serán las más eficientes".

Otro problema es que las herramientas a menudo se pierden. "Por ejemplo, un trabajador puede haber olvidado una herramienta en desmontaje", relata Ben-Bassat. "Pero ahora alguien tiene que ir a encontrar esa herramienta y devolverla a producción. Así que no solo pierdes el tiempo de esa persona, también pierdes la productividad de colocación de esa herramienta. Con nuestro software, el gerente recibirá una alerta de que la herramienta #10 está en desmontaje desde hace 3 días. El gerente puede entonces responder y abordar esto".

Tras herramientas de colocación, Plataine expandió de nuevo para incluir seguimiento de termopares, taladros, brocas y consumibles. "Todos estos son aspectos de la imagen muy grande y compleja que es la producción de compuestos. Materiales, herramientas, equipamiento — todo está conectado. Nuestra visión es monitorizar tantos factores como sea posible y no solo identificar los problemas de producción sino presentar e implementar soluciones".

 

Asistentes digitales inteligentes

"Vemos el software como un asistente digital que analiza constantemente datos de producción, ofreciendo a nuestros operadores y gerentes alertas y recomendaciones inteligentes en tiempo real", dice Ian Pearce, Jefe de Producción en Renault Sport Racing (Enstone, Reino Unido). El equipo de Fórmula 1 de Renault usa compuestos extensamente en el chasis y caja de cambios de sus coches de carreras y, en 2018, eligió implementar el software de Plataine en su sistema de producción de compuestos. El software de Plataine gestiona materiales, guiando al personal de producción sobre qué rollos de preimpregnado usar (basado en seguimiento de tiempo fuera y uso de remanentes) así como dónde están físicamente ubicados los preimpregnados que necesitan — ya sea en almacenamiento congelado o en la planta de producción.

 

La predicción que discute Pearson arriba requiere un entendimiento del estado actual de producción y un historial de lo que ha pasado antes, explica Ben-Bassat. "Se trata de recopilación de datos via sensores en materiales, máquinas y piezas para saber quién está haciendo qué en cualquier momento dado en qué entorno. Podemos entonces identificar un patrón y predecir un cuello de botella en máquina #7, por ejemplo. O podemos decir que esto no se ve bien, puede haber un problema desarrollándose en máquina #7".

Ben-Bassat discute la inteligencia del sistema: "Cuando compras en Amazon, te dice qué otros clientes como tú han comprado. ¿Cómo lo hace? Los algoritmos de Amazon recopilan tu historial de clics más muchos otros parámetros. Estos datos crean un repositorio histórico. Similarmente, usamos un gran pool de datos históricos de todos los sensores en materiales, máquinas, herramientas y piezas. Pero estos también nos dicen qué está pasando ahora. Luego usamos IA — esencialmente algoritmos analíticos — para mirar todos esos datos, identificar patrones y predecir problemas".

Pero identificar problemas potenciales no es suficiente, dice Ben-Bassat. "Nuestro software también hará una recomendación. Esta es la próxima frontera: predecir atascos, sobrecapacidad y mantenimiento de herramientas, para que puedas asignar mejor materiales, sacar una herramienta de la línea porque está frenando producción, o alternativamente, extender el ciclo de mantenimiento de una herramienta para maximizar producción. Hay miríadas de decisiones que queremos influir y mejorar".

El software de Plataine usa datos de materiales, máquinas, herramientas y piezas para identificar patrones en producción de compuestos y predecir problemas potenciales. FUENTE | Plataine.

 

"El software aprende el proceso típico para una pieza dada", continúa Ben-Bassat. "Por ejemplo: congelador, ATL, autoclave, mecanizado, control de calidad final (QA). Pero de repente, alguien fue del paso 5 al paso 7. O una pieza fue hacia atrás en pasos, lo que implica un problema de calidad. Así que el software ha identificado patrones y puede alertar problemas como cuando se ha saltado un paso". Estos problemas tienen implicaciones en métricas de Cuanto antes se puedan identificar o predecir, antes se pueden abordar para que la producción siga funcionando sin problemas.

"Muchos dashboards están disponibles que requieren a alguien monitorizando los datos para tomar una decisión — es decir, hay poca automatización y nada de IA", dice Ben-Bassat. "Nuestro software es único porque predice los problemas y luego sugiere cómo arreglarlos. Por ejemplo, el software verá que las piezas en máquina #8 tienden a fallar porque funcionó a 60°C no 62°C y funcionó los lunes cuando el operador estaba realmente cansado. Hay tantas ocurrencias como esta, problemas de calidad que son en realidad función de muchas variables. Nuestro software puede identificar estos problemas y presentar un diagnóstico, pronóstico y tratamiento".

Usando los datos de todos estos sensores, el software de Plataine está esencialmente construyendo una red interconectada de hilos digitales. "Tienes piezas específicas hechas de materiales específicos por empleados específicos usando ciertos procesos, equipamiento y herramientas con consumibles específicos y en ciertas condiciones ambientales", dice Ben-Bassat. "Usamos una variedad de herramientas de software de Google, Amazon y otros, así como muchas desarrolladas internamente, para proporcionar una solución total que analiza todos estos datos en tiempo real e identifica patrones, tendencias, problemas de QA y cuellos de botella, oportunidades de mejora, etc. Con machine learning, el sistema luego hace recomendaciones. Esto es clave — no solo alertar, sino arreglar el cuello de botella que no sabías que ibas a tener y hacerlo lo antes posible".

 

Plataine Edge

El último software de Plataine, Plataine Edge, avanza esta capacidad de identificar y resolver cuellos de botella de producción antes de que ocurran, usando edge computing para reducir latencia y mejorar rendimiento de sistemas a nivel de producción. Edge computing permite que datos de dispositivos internet de las cosas (IoT) se procesen en el borde de esos dispositivos, donde se generan los datos, en lugar de enviarse via rutas largas a la nube y de vuelta. No es que el poder de computación en nube se elimine, es más que se distribuye a la línea de producción. Cortar esta distancia entre generación de datos, procesamiento y retroalimentación al sistema IoT reduce el tiempo de retraso, o latencia. Minimizar la latencia es crucial para líneas de producción Composites 4.0 para operar en tiempo real.

 

Alianzas con Airbus, Google, etc.

"Nuestra red de alianzas es crítica para nuestra estrategia, porque nadie puede hacer esto solo", dice Ben-Bassat. En 2016, Plataine anunció su alianza con el Composite Technology Center (CTC, Stade, Alemania), una filial de Airbus. "Nuestras alianzas son diferentes en naturaleza. Nuestra colaboración con CTC se está expandiendo por todo Airbus", nota. Mientras tanto, la alianza de Plataine con el Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC, Sheffield, Reino Unido) de la Universidad de Sheffield apunta a promover innovación y competitividad en fabricantes del Reino Unido y Europa, no solo en aeroespacial, sino también en automotriz y otras industrias.

"También tenemos alianzas con una variedad de líderes industriales en todas las industrias, por ejemplo, Steelcase. Les ayudamos con compuestos y luego aprendemos sobre tendencias y desarrollos en otras industrias y podemos capitalizarlos para compuestos. A través de nuestras alianzas con empresas de tecnología de compuestos, como Airborne y TE Wire and Cable para termopares inteligentes, aprendemos más sobre cómo obtener y analizar datos. ¿Cuándo es el momento correcto para sacar un termopar de la línea o reemplazarlo?"

En 2019, la Universidad Swinburne anunció que se aliaría con Plataine junto con Fill (Ried im Innkreis, Austria), Quickstep (Bankstown Airport, Australia) y Arena2036 (Stuttgart, Alemania) para construir el primer Industry 4.0 Testlab de Australia para producción de compuestos. El programa está financiado por el gobierno australiano con el objetivo de fabricación de compuestos de alta cadencia que será flexible y capaz de aprender. "Esta colaboración con Swinburne es importante, pero es un punto entre muchos en el empuje global para producción de compuestos de alta cadencia".

Plataine se alía con Google Glass para proporcionar una interfaz wearable para su software de asistente digital para gestionar materiales, herramientas y procesos compuestos. FUENTE | Plataine.

 

Asistente digital vía Google Glass

Aunque gran parte de la alianza de Plataine con Google es entre bastidores, hay una parte que está realmente frente al usuario. "Google Glass es una interfaz de usuario que lleva el operador que tiene un auricular y micrófono, básicamente equivalente a una tablet o teléfono pero solo en una forma diferente", explica Ben-Bassat. "Usa las capacidades de procesamiento de lenguaje natural de Google, pero aún más avanzadas — puede entender cualquier idioma y superar ruido ambiental. Cuando el operador habla a través del micrófono de Google Glass en cualquier idioma, Google puede traducir la pregunta y formalizarla para el software de Plataine, que luego responde la pregunta". Da un ejemplo:

TÉCNICO: "¿Cuál es mi próximo trabajo?"
PLATAINE vía GOOGLE GLASS: "El próximo trabajo es #102."
TÉCNICO: "¿Qué herramienta uso?"
PLATAINE vía GOOGLE GLASS: "Joe, usa herramienta #5, que está en estantería 14A."

 

"Nuestra alianza con Google combina nuestro conocimiento de fabricación con la amplia experiencia de Google para proporcionar un asistente digital para gestionar materiales, herramientas y procesos compuestos", dice Ben-Bassat. "Nuestro software y la plataforma Google Glass permiten al operador o técnico hacer su trabajo y mejorar rendimiento, reducir errores y facilitar la curva de aprendizaje".

 

Implementación de software, cadena de suministro conectada y ciberseguridad

Ben-Bassat dice que ante todo, Plataine existe para dar una solución de negocio. "Así que la implementación empieza identificando los puntos de dolor del cliente: ¿qué quieres resolver y lograr? La respuesta a menudo es tasa de producción/rendimiento o calidad/reproceso. Luego visitamos la instalación y hacemos un análisis de proceso". Este último es una especie de due diligence con diferentes niveles de personal, desde gerencia a planta, para dar una imagen amplia y profunda.

"Luego identificamos si Plataine puede ayudar y cómo, seguido de un enfoque paso a paso", dice Ben-Bassat. "Aconsejamos empezar con una línea y desplegar el software allí primero y luego expandir gradualmente. Esto también da tiempo para gestionar el cambio y conseguir aceptación del usuario. Mientras tanto, recibimos feedback para ver dónde se necesita más formación, etc."

¿Qué hay del actual tambor de los OEMs sobre cadena de suministro conectada? "Esto definitivamente crea retos adicionales al intentar implementar Composites 4.0", responde Ben-Bassat. "Un OEM dirá que quiere conectar a todos sus proveedores porque esto le ayuda a apretar control y bajar costes, pero ¿cómo gestiona toda la cadena la seguridad de datos? No hay estándar global, por cierto. Por ahora, el OEM puede darte una lista de cosas a cumplir y una vez demuestras cumplimiento, puedes ser aceptado. Así que Plataine ha dedicado mucho tiempo a esto porque, 'Si no podemos mostrar cumplimiento con los requisitos del OEM, no podemos vender nuestro software'", nota Ben-Bassat.

"Nos basamos en experiencia y conocimiento local", añade. Israel es líder mundial en ciberseguridad. "Tenemos excelentes herramientas aquí en Israel (ej., software de test de penetración) que podemos comprar para descubrir cualquier debilidad que podamos tener. Plataine está invirtiendo fuertemente en esto, como debemos".

 

Fabricación Aditiva y Reciclaje?

"Estamos viendo la industria de fabricación aditiva (A.M.), en general, transicionar de prototipado a producción en serie", dice Ben-Bassat. Los fabricantes deben rastrear el pedigrí de materiales entrantes así como el número de veces que polvos metálicos y compuestos y/o chatarra termoplástica se reciclan, por ejemplo. "Este ciclado puede estar ocurriendo en cientos de máquinas y, especialmente para piezas aeroespaciales, la trazabilidad debe mantenerse. Es muy complejo y un gran reto", dice. "Pero también hay un reto de repetibilidad en tanto proceso como piezas. Por ejemplo, una pieza pasó por 5 mezclas y 10 reciclados mientras otra máquina y pieza pasó por 6 mezclas y 9 reciclados. ¿Son estas dos piezas iguales? Así que no son solo datos de material, sino también cantidades muy grandes de datos de máquinas que deben correlacionarse con QA y entorno de producción. Creemos que Plataine puede ayudar a hacer un mejor trabajo prediciendo rendimiento de producción y pieza y puede jugar un papel de apoyo en tanto AM como reciclaje. No solo tenemos la infraestructura de software, sino también la base de conocimiento. Si podemos ayudar a nuestros clientes a ramp up en su capacidad para usar AM y reciclaje, especialmente en compuestos, entonces esto es bueno para la flexibilidad, productividad y sostenibilidad de toda la industria".

 

¿Hacia dónde va Composites 4.0?

"Este es un período intenso en sentido positivo", dice Ben-Bassat. "La dinámica de la industria está creando necesidad de soluciones de producción. Estamos expandiendo nuestra huella en la planta de fabricación y enfocándonos en optimizar la producción de compuestos de cada fabricante". Está de acuerdo en que parece que muchas empresas no saben qué hacer ni cómo hacerlo. "Creo que es difícil para algunas empresas entender lo que cambia el juego Industry 4.0 para rendimiento, capacidad, etc. El impacto de negocio es tan significativo, realmente afectará qué empresas se adelantan y cuáles no podrán competir".

"La automatización avanza", añade. "Eso no va a parar. Hemos visto que el software rara vez reemplaza personas, sino que hace al equipo mejor". En otras palabras, libera operadores, técnicos y gerencia para abordar nuevos problemas y nuevos desarrollos — anticipar lo que los clientes necesitarán después y perseguir soluciones que alterarán dramáticamente el cálculo de competitividad y sostenibilidad de los compuestos. "Sí, perseguimos una filosofía, pero sobre todo, una propuesta de valor de negocio muy real".