Composites 4.0:asistentes digitales, edge computing y el futuro de las fábricas inteligentes

El seguimiento de herramientas en el software de Plataine para la producción de Composites 4.0 permite a los fabricantes optimizar el uso, el mantenimiento y los gastos de capital de las herramientas. 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. “Supongamos que tiene dos herramientas:una necesita mantenimiento después de 9 ciclos y otra después de 10 ciclos. Analizamos cómo y por qué estas herramientas son diferentes. Demasiado poco mantenimiento arriesga problemas de calidad, pero demasiado mantenimiento reduce el rendimiento. Además, comprar herramientas es una inversión importante, ya que algunas herramientas cuestan entre cientos de miles y millones de dólares. Por lo tanto, los fabricantes quieren evitar comprar nuevas herramientas si es posible, pero cuando sea necesario, deben asegurarse de que estas herramientas sean más eficientes ”.

Otro problema es que las herramientas a menudo se pierden. “Por ejemplo, un trabajador puede haber olvidado una herramienta en el desmontaje”, relata Ben-Bassat. “Pero ahora alguien tiene que ir a buscar esa herramienta y volver a ponerla en producción. Por lo tanto, no solo pierde el tiempo de esa persona, sino que también pierde la productividad de la bandeja de esa herramienta. Con nuestro software, el administrador recibirá una alerta de que la herramienta n. ° 10 estará en desmantelamiento durante 3 días. El gerente puede responder y abordar esto ".

Después de las herramientas de laminado, Plataine se expandió nuevamente para incluir el seguimiento de termopares, taladros, brocas y consumibles. “Todos estos son aspectos de la gran y compleja imagen que es la producción de materiales compuestos. Materiales, herramientas, equipos:todo está conectado. Nuestra visión es monitorear 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 los datos de producción, ofreciendo a nuestros operadores y gerentes alertas y recomendaciones inteligentes en tiempo real”, dice Ian Pearce, Jefe de Producción de Renault Sport Racing (Enstone, Reino Unido). Fórmula de Renault 1 utiliza compuestos ampliamente en el chasis y la caja de cambios de sus autos de carreras y, en 2018, optó por implementar el software de Plataine en su sistema de producción de compuestos. (tiempo y uso de los remanentes), así como dónde se encuentran físicamente los preimpregnados que necesitan, ya sea en almacenamiento congelado o en el piso de producción.

La predicción que Pearson analiza anteriormente requiere una comprensión del estado de producción actual y una historia de lo que sucedió antes, explica Ben-Bassat. “Se trata de la recopilación de datos a través de sensores en materiales, máquinas y piezas para que sepamos quién está haciendo qué en un momento dado y en qué entorno. Luego podemos identificar un patrón y predecir un cuello de botella en la máquina n. ° 7, por ejemplo. O podemos decir que esto no parece correcto, puede haber un problema en desarrollo en la máquina n. ° 7 ".

Ben-Bassat analiza la inteligencia del sistema:“Cuando compras en Amazon, te dice qué han comprado otros clientes como tú. ¿Como hace esto? Los algoritmos de Amazon recopilan su historial de clics y muchos otros parámetros. Estos datos crean un repositorio histórico. Del mismo modo, utilizamos una gran cantidad de datos históricos de todos los sensores de materiales, máquinas, herramientas y piezas. Pero estos también nos dicen lo que está sucediendo ahora. Luego usamos IA, esencialmente algoritmos analíticos, para observar 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 las copias de seguridad, el exceso de capacidad y el mantenimiento de la herramienta, de modo que pueda asignar mejor los materiales, sacar una herramienta de la línea porque está ralentizando la producción o, alternativamente, estirar el ciclo de mantenimiento de una herramienta para maximizar la producción. Hay innumerables decisiones en las que queremos influir y mejorar ”.

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

“El software aprende el proceso típico de una pieza determinada”, continúa Ben-Bassat. “Por ejemplo:congelador, ATL, autoclave, mecanizado, aseguramiento de la calidad final (QA). Pero entonces, de repente, alguien pasó del paso 5 al paso 7. O, una pieza retrocedió en pasos, lo que implica un problema de calidad. Por lo tanto, el software ha identificado patrones y puede alertar sobre problemas, como cuando se ha omitido un paso ". Estos problemas tienen implicaciones en las métricas de producción. Cuanto antes se puedan identificar o predecir, antes se podrán abordar para que la producción siga funcionando sin problemas.

“Hay muchos paneles disponibles que requieren que alguien controle los datos para tomar una decisión, es decir, hay poca automatización y no hay inteligencia artificial”, dice Ben-Bassat. “Nuestro software es único porque predice los problemas y luego sugiere cómo solucionarlos. Por ejemplo, el software verá que las piezas de la máquina n. ° 8 tienden a fallar porque funcionó a 60 ° C y no a 62 ° C y funcionó los lunes cuando el operador estaba realmente cansado. Hay tantas ocurrencias como esta, problemas de calidad que en realidad son una función de muchas variables. Nuestro software puede identificar estos problemas y presentar un diagnóstico, pronóstico y tratamiento ”.

Utilizando los datos de todos estos sensores, el software Plataine esencialmente está construyendo una red interconectada de hilos digitales. "Tiene piezas específicas fabricadas con materiales específicos por empleados específicos que utilizan ciertos procesos, equipos y herramientas con consumibles específicos y en determinadas condiciones ambientales", dice Ben-Bassat. “Utilizamos una variedad de herramientas de software de Google, Amazon y otros, así como muchas desarrolladas internamente, para brindar una solución total que analiza todos estos datos en tiempo real e identifica patrones, tendencias, problemas de control de calidad y cuellos de botella, oportunidades. para mejorar, etc. Con el aprendizaje automático, el sistema luego hace recomendaciones. Esto es clave, no solo para alertar, sino para solucionar el cuello de botella que no sabía que iba a tener y hágalo lo antes posible ".

Plataine Edge

El último software de Plataine, Plataine Edge, avanza en esta capacidad para identificar y resolver los cuellos de botella en la producción antes de que ocurran, mediante el uso de la informática de punta para reducir la latencia y mejorar el rendimiento del sistema a nivel de producción. La informática de borde permite que los datos de los dispositivos de Internet de las cosas (IoT) se procesen en el borde de esos dispositivos, donde se generan los datos, en lugar de enviarlos a través de rutas largas a la nube y viceversa. No es que se elimine la potencia de la computación en la nube, es más que se distribuye a la línea de producción. Reducir esta distancia entre la generación, el procesamiento y la retroalimentación de datos en el sistema de IoT reduce el tiempo de retraso o latencia. Minimizar la latencia es crucial para que las líneas de producción de Composites 4.0 operen en tiempo real.

Asociaciones con Airbus, Google, etc.

“Nuestra red de asociaciones es fundamental para nuestra estrategia, porque nadie puede hacer esto solo”, dice Ben-Bassat. En 2016, Plataine anunció su asociación con el Composite Technology Center (CTC, Stade, Alemania), una subsidiaria de Airbus. “Nuestras asociaciones son de naturaleza diferente. Nuestra colaboración con CTC se está expandiendo en Airbus ”, señala. Mientras tanto, la asociación de Plataine con el Centro de Investigación de Manufactura Avanzada de la Universidad de Sheffield (AMRC, Sheffield, Reino Unido) tiene como objetivo promover la innovación y la competitividad en los fabricantes del Reino Unido y Europa, no solo en la industria aeroespacial, sino también en la automotriz y otras industrias.

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

En 2019, Swinburne University anunció que se asociaría con Plataine junto con Fill (Ried im Innkreis, Austria), Quickstep (Bankstown Airport, Australia) y Arena2036 (Stuttgart, Alemania) para construir el primer laboratorio de pruebas Industry 4.0 de Australia para compuestos. producción. El programa está financiado por el gobierno australiano con el objetivo de fabricar compuestos de alta velocidad que sean flexibles y capaces de aprender. "Esta colaboración con Swinburne es importante, pero es un punto entre muchos en el impulso global para la producción de compuestos de alta velocidad".

Plataine se asocia con Google Glass para proporcionar una interfaz portátil para su software de asistente digital para la gestión de procesos, herramientas y materiales compuestos. FUENTE | Plataine.

Asistente digital a través de Google Glass

Aunque gran parte de la asociación de Plataine con Google se realiza entre bastidores, hay una parte que, en realidad, está frente al usuario. "Google Glass es una interfaz de usuario que usa el operador y que tiene un auricular y un micrófono, básicamente equivalente a una tableta o teléfono, pero en una forma diferente", explica Ben-Bassat. “Utiliza las capacidades de procesamiento del lenguaje natural de Google, pero aún más avanzado:puede comprender cualquier idioma y superar el 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 a través de GOOGLE GLASS:"El próximo trabajo es el n. ° 102".
TÉCNICO:"¿Qué herramienta utilizo?"
PLATAINE a través de GOOGLE GLASS:"Joe, usa la herramienta n. ° 5, que está en el estante 14A".

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

Implementación de software, cadena de suministro conectada y ciberseguridad

Ben-Bassat dice que, ante todo, Plataine existe para brindar una solución comercial. “Entonces, la implementación comienza identificando los puntos débiles del cliente:¿qué desea resolver y lograr? La respuesta suele ser tasa de producción / rendimiento o calidad / reelaboración. Luego visitamos las instalaciones y hacemos un análisis del proceso ". Este último es una especie de diligencia debida con diferentes niveles de personal, desde la gerencia hasta la planta de producción, para brindar una imagen amplia y completa.

“Luego identificamos si Plataine puede ayudar y cómo, seguido de un enfoque paso a paso”, dice Ben-Bassat. “Recomendamos comenzar con una línea y lanzar el software primero allí y luego expandirlo gradualmente. Esto también da tiempo para gestionar el cambio y conseguir la aceptación de los usuarios. Mientras tanto, recibimos comentarios para ver dónde se necesita más capacitación, etc. "

¿Qué pasa con el tamborileo actual de los fabricantes de equipos originales con respecto a una cadena de suministro conectada? "Esto definitivamente crea desafíos adicionales al intentar implementar Composites 4.0", responde Ben-Bassat. “Un OEM dirá que quiere conectar a todos sus proveedores porque esto lo ayuda a reforzar el control y reducir los costos, pero ¿cómo gestiona toda la cadena la seguridad de los datos? Por cierto, no existe un estándar global. Por ahora, el OEM puede darle una lista de cosas que debe cumplir y, una vez que demuestre el cumplimiento, puede ser aceptado. Entonces, Plataine ha dedicado mucho tiempo a esto porque, "Si no podemos demostrar el cumplimiento de los requisitos del OEM, entonces no podemos vender nuestro software", señala Ben-Bassat.

“Nos basamos en la experiencia y el conocimiento locales”, añade. Israel es un líder mundial en seguridad cibernética. “Tenemos excelentes herramientas aquí en Israel (por ejemplo, software de prueba de penetración) que podemos comprar para descubrir cualquier debilidad que podamos tener. Plataine está invirtiendo mucho en esto, como debemos hacerlo ”.

¿Fabricación aditiva y reciclaje?

“Estamos viendo la industria de fabricación aditiva (A.M.), en general, la transición de la creación de prototipos a la producción en serie”, dice Ben-Bassat. Los fabricantes deben rastrear el pedigrí de los materiales entrantes, así como el número de veces que se reciclan los polvos metálicos y compuestos y / o la chatarra termoplástica, por ejemplo. “Este ciclo puede estar sucediendo en cientos de máquinas y, especialmente para las piezas aeroespaciales, se debe mantener la trazabilidad. Es muy complejo y un gran desafío ”, dice. “Pero también existe el desafío de la repetibilidad tanto en el proceso como en las piezas. Por ejemplo, una parte pasó por 5 mezclas y 10 reciclados, mientras que otra máquina y parte pasó por 6 mezclas y 9 reciclados. ¿Son estas dos partes iguales? Por lo tanto, no se trata solo de datos de materiales, sino también de grandes cantidades de datos de máquinas que luego deben correlacionarse con el control de calidad y el entorno de producción. Creemos que Plataine puede ayudar a predecir mejor la producción y el rendimiento de las piezas y puede desempeñar un papel de apoyo tanto en la fabricación como en el reciclaje. No solo tenemos la infraestructura de software, sino también la base de conocimientos. Si podemos ayudar a nuestros clientes a mejorar su capacidad para utilizar la AM y el reciclaje, especialmente en materiales compuestos, esto es bueno para la flexibilidad, la productividad y la sostenibilidad de toda la industria ".

¿Hacia dónde se dirige Composites 4.0?

"Este es un período intenso en un sentido positivo", dice Ben-Bassat. “La dinámica de la industria está creando una necesidad de soluciones de producción. Estamos ampliando nuestra presencia en la planta de fabricación y nos centramos en optimizar la producción de compuestos de cada fabricante ". Está de acuerdo en que parece que muchas empresas no están seguras de qué hacer ni cómo hacerlo. “Creo que es difícil para algunas empresas entender cómo la Industria 4.0 cambia las reglas del juego en cuanto a rendimiento, capacidad, etc. El impacto comercial es tan significativo que realmente afectará a qué empresas avanzan y cuáles no podrán competir. ”

“La automatización avanza”, añade. “Eso no se va a detener. Hemos visto que el software casi nunca reemplaza a las personas, sino que mejora al equipo ". En otras palabras, libera a los operadores, técnicos y gerencia para abordar nuevos problemas y nuevos desarrollos, para anticipar lo que los clientes necesitarán a continuación y buscar soluciones que alterarán drásticamente el cálculo de la competitividad y sostenibilidad de los compuestos. "Sí, estamos siguiendo una filosofía, pero sobre todo, una propuesta de valor comercial muy real".