Automatización industrial

La automatización industrial nos acompaña desde hace muchos años. Pero, ¿conoces todos los tipos que incluye? ¿Cómo encaja en la Industria 4.0? A lo largo de este post daremos respuesta a las dudas más habituales sobre la Automatización Industrial.

¿Qué es la Automatización Industrial?

La automatización industrial es un término muy amplio que engloba todas aquellas tecnologías y metodologías que permiten realizar tareas repetitivas de forma automática, con o sin la interacción de un operario.

El universo de la automatización industrial es muy amplio, así como las tecnologías que se pueden aplicar en la industria. Además de incluir robots, PLCs o sistemas neumáticos,… para realizar tareas repetitivas, existen otras tecnologías que se pueden aplicar en muchos otros procesos en las industrias para aportar un mayor valor añadido.

¿Qué tiene que ver la Automatización Industrial con la Industria 4.0?

Hoy en día la automatización industrial no se puede entender sin la Industria 4.0. La automatización industrial surge como una evolución natural de los procesos productivos. Ya sucedió con la máquina de vapor, la electricidad o la aparición de los primeros robots y autómatas. Lo que aporta Industria 4.0 es la capacidad de interconectar todos estos sistemas tradicionales para hacer tanto una gestión conjunta como un diagnóstico de todo el proceso productivo. También nos permite analizar estos datos para mejorar la competitividad, la calidad o el mantenimiento.

Con todo esto, las ventajas de I4.0 son muy claras:

• Rápida mejora y adaptación a la evolución de los productos del mercado.
• Más personalización en el producto final, al contar con sistemas digitales que permiten variar el proceso sin grandes dificultades.
• Cambios de referencia más ágiles dentro de una misma línea, pudiendo fabricar diferentes piezas/productos en las mismas posiciones sin necesidad de duplicación.
• Más control sobre los parámetros de fabricación y, por tanto, la calidad.

Tipos de Automatización Industrial

En ATRIA hemos trabajado en un gran número de Proyectos de Automatización Industrial, utilizando tecnologías que nos permiten automatizar tareas. Algunas de estas tecnologías son:visión por computadora, robótica colaborativa, robótica industrial , AGV/AMR y realidad aumentada .

A continuación, te contamos con más detalle en qué consisten estas tecnologías:

• Visión artificial: La visión artificial nos permite, a través de imágenes de diferente tipo, obtener información visual del entorno. Con ello se pueden desarrollar aplicaciones como, por ejemplo, metrología de piezas, detección de defectos, posicionamiento, etc.).

• Robótica colaborativa: la robótica colaborativa permite añadir brazos robóticos a los puestos de trabajo o áreas donde deben convivir personas y robots. Este tipo de robots incluyen sensores de diferentes tipos para reaccionar ante variaciones en el entorno.

• Robótica industrial: La robótica industrial, tal como la conocemos, se utiliza para automatizar tareas repetitivas, generalmente con piezas pesadas con las que los robots colaborativos no pueden trabajar. Por ejemplo, mover piezas de una posición a otra.

• AGV, AMR y AIV: Los Vehículos Guiados Autónomos (AGV), Robots Móviles Autónomos (AMR) o Vehículos Autónomos Inteligentes (AIV), se utilizan generalmente para transportar material dentro de las fábricas de producción. Además, como verás en uno de los Proyectos que hemos realizado a continuación, son posibles otros usos, como probar funciones en diferentes estaciones de trabajo. También hay diferentes tipos de AGVs:filoguiados, con mapeo, etc. Aquí este post dedicado a ello.

• Realidad aumentada: la realidad aumentada se utiliza en el mantenimiento, la orientación de tareas y la mejora de la ergonomía en el lugar de trabajo, entre otras cosas. En ATRIA trabajamos con proyectores industriales, gafas inteligentes y dispositivos portátiles, como tabletas. Puedes conocer más sobre esta tecnología en este post sobre realidad aumentada y este post específico sobre realidad aumentada aplicada al mantenimiento industrial.

Estas son algunas combinaciones de estas tecnologías que pueden resolver problemas más complejos:

• Robótica + Visión + IA: muchos de vosotros habréis oído hablar de los sistemas robotizados de montaje, colocación o transporte de piezas. También sistemas de visión para localizar piezas o para realizar tareas de picking en caóticos. Sin embargo, estas tecnologías tienen muchas más posibilidades.
  Desde ATRIA apostamos por la Inteligencia Artificial para los casos más complejos que no se pueden resolver con los sistemas tradicionales de visión artificial. El uso de la inteligencia artificial permite, no solo ubicarse en el espacio o evaluar si una pieza es buena o mala, sino también adaptarse a nuevas situaciones, obstáculos o errores.
  Imagina que un producto pasa por una cinta transportadora y un robot tiene que recoger y poner en una caja. Con un sistema de visión tradicional se determinarían uno o más patrones “buenos”, con lo cual el producto sería válido para empaque, y en caso contrario sería descartado.
  Con la inclusión de inteligencia artificial podemos evaluar la apariencia de nuevos casos “malos” y separarlos en un punto específico para su evaluación e implementar aplicaciones más complejas y versátiles ante cambios y variabilidad. Puedes ver un ejemplo aquí.

• Robótica + Visión +AGV/AMR: otra combinación interesante es la unión de robots colaborativos con plataformas móviles (AGV, AMR o AIV). Esta unión permite flexibilidad de procesos, ya que el robot puede moverse de forma independiente entre diferentes puestos de trabajo, sin necesidad de invertir en un robot para cada uno de ellos. De esta forma, también se optimizan los tiempos de espera a la hora de realizar otras tareas. Además, es posible incluir un sistema de visión artificial para absorber las posibles tolerancias o desviaciones de colocación de la plataforma autónoma, así como referenciar correctamente la pieza que vamos a trabajar. También os dejamos un enlace a uno de los Proyectos en los que hemos combinado un MIR con un UR  y un sistema de visión con inteligencia artificial.

Ventajas de la Automatización Industrial

La automatización industrial puede aportar grandes ventajas a los procesos productivos de las empresas. Estos son algunos de los más interesantes:

• Mejora de la productividad:  La automatización industrial permite una mayor continuidad en los procesos productivos. También permite maximizar las horas útiles diarias y anuales, pudiendo producir todos los días del año las 24 horas del día. Esto permite una mayor productividad y competitividad.
• Mejora de la calidad: el control y visualización de parámetros en tiempo real, la visualización de las piezas gracias a las cámaras de visión artificial y otros procesos de control inteligente permiten una mayor calidad en toda la línea de producción.
• Flexibilidad: Los procesos de automatización industrial nos permiten mejorar la flexibilidad, ya que aumentamos la capacidad de las líneas de producción, lo que hace posible procesar nuevos productos o cambios.
• Costo de operación más competitivo: La automatización industrial reduce los costos operativos por todas las ventajas mencionadas anteriormente:reducción de desperdicios, mejora de la calidad y mejora de la productividad.
• Recopilación de información:  Otro aspecto interesante de la automatización es la posibilidad de recoger gran cantidad de información de los elementos que componen las estaciones y máquinas. Esto nos permite mejorar el mantenimiento preventivo cuando vemos que ciertos parámetros afectan el proceso. También permite reducir los rechazos y mejorar la eficiencia de la línea.
• Seguridad: gracias a la automatización conseguimos procesos productivos más seguros para las personas al liberarlas de tareas que pueden resultar peligrosas o comprometidas y que pueden provocar desgaste físico y/o lesiones.

Aplicaciones de Automatización Industrial

Dentro de la Automatización Industrial, hay muchas aplicaciones posibles. Hoy nos gustaría hablaros de algunos de ellos. Algunas de ellas son más generales y pueden aplicarse a diferentes sectores y plantas productivas, otras más específicas en determinadas industrias:

• Selección de piezas: mover piezas de una posición a otra es una de las tareas con más probabilidades de automatizar. Cada aplicación es diferente y necesitará diferentes configuraciones o elementos. Actualmente es posible el picking de piezas caóticas con geometrías complejas. Para ello es necesario utilizar tecnología de visión 3D y realizar un diseño adecuado de la garra robótica. Te mostramos un Proyecto  que hemos realizado en el que utilizamos un Yumi ABB .
• Control de calidad: el control de calidad de las piezas se realiza, en muchos casos, de forma manual, siendo esta una tarea muy tediosa. Se puede automatizar utilizando diferentes tecnologías de visión artificial, detectando defectos en piezas de plástico, metal, con diferentes configuraciones, etc. Automatizar este tipo de tareas, permite inspeccionar el 100% de la producción, de forma más eficiente y rápida. Puedes ver un ejemplo hecho por nosotros aquí.
• Industria farmacéutica: los procesos de llenado de medicamentos y pastillas, el proceso de encajonado, su envasado, etc. son procesos automatizados en la mayoría de los casos, con células de trabajo autónomas.
• Industria agrícola: La automatización ya está presente en el sector agrícola y se espera que lo esté aún más en un futuro no muy lejano. Ya existen modelos de tractores y cosechadoras autónomos y drones que se encargan de la fumigación e inspección de las plantaciones. Esto permite paralelizar tareas y ser más competitivos en un sector cada vez más exigente. Puedes ver un ejemplo de uno de nuestros proyectos favoritos.

• Aplicaciones de TI: la automatización de tareas relacionadas con el mundo de las TI es muy importante, ya que nos permite recopilar grandes cantidades de datos y tratarlos adecuadamente sin necesidad de grandes equipos de personas. También está relacionado con toda la información relacionada con el aprovisionamiento, como consultar automáticamente el stock de piezas disponibles y realizar pedidos cuando se alcanza una determinada cantidad.
• Industria minera: este sector está experimentando una gran transformación gracias a las ventajas que proporciona la automatización en sus operaciones. El uso de vehículos autónomos, sobre todo, reduce en gran medida el riesgo al que están expuestos los trabajadores, tanto de extracción como de demolición. De esta forma, las personas pueden asumir tareas con mucha más seguridad.

¿Cómo se puede incluir la Automatización Industrial en las empresas?

Lo que hemos explicado puede resultar muy interesante, pero pueden surgir dudas sobre cómo llevarlo a cabo en las empresas.
Desde el principio tendremos que tener en cuenta muchos factores que hay que valorar:

• El objetivo final de la aplicación
• Su grado de dificultad
• El retorno económico que nos puede proporcionar
• El costo del tiempo
• Los recursos necesarios para iniciar la aplicación
• Y mucho más específico para cada aplicación

Además, hay algunas empresas denominadas “Industry 4.0 Enablers” , como ATRIA, que se encargan de realizar todas estas tareas de forma fiable y ágil.

Pasos a seguir para implantar un sistema de Automatización Industrial

En primer lugar, es necesario definir el objetivo de la aplicación, los tiempos de los que disponemos y la inversión disponible para realizar la automatización.
En este punto debemos plantearnos cuál será la forma de llevar a cabo la automatización. En muchos casos, puede ser interesante empezar con un pequeño proyecto, que te permita validar la tecnología y empezar a familiarizarte con ella. Esto supondrá reducir en gran medida el riesgo de la inversión y asegurar su viabilidad. En otros casos, es necesario acudir directamente a la implantación industrial en la ubicación final.
A continuación, te contamos cuáles son los pasos generales para ejecutar Proyectos de Automatización Industrial:

• Planificación. Se requiere un conocimiento profundo del proceso productivo para diseñar el sistema automatizado que se implementará para llevar a cabo la mejora propuesta. También incluye selección de proveedor o proveedores, tiempos de implementación y recursos disponibles.
• Administración de ensamblajes. Se tendrán en cuenta las paradas controladas, el mantenimiento o los fines de semana para minimizar el impacto durante la fase de instalación y pruebas.
• Integración de elementos. El nuevo sistema automatizado deberá funcionar con los sistemas existentes, comunicarse y estar conectado. Debemos adaptar los sistemas de comunicación para permitir su correcto funcionamiento.
• Ejecución y programación. El nuevo sistema automatizado está instalado en su nueva ubicación. En muchas ocasiones la programación puede haber sido instalada previamente, ahorrando tiempo en esta etapa. Se realizará la interconexión de elementos, instalación de elementos móviles y demás operaciones auxiliares necesarias.
• Verificación. Con el sistema implementado, realizaremos una verificación y reajuste para probar que el proceso funciona de manera correcta y óptima.
• Planificación de mantenimiento. El mantenimiento es un elemento clave para su correcto funcionamiento. Se preparará un plan de mantenimiento debidamente documentado.
• Capacitación. Es un punto muy importante en la gestión de procesos automatizados. El buen funcionamiento de las estaciones está íntimamente relacionado con el buen uso de las mismas.
• Resolución de problemas Los sistemas automatizados tendrán inalámbricos sensores y detectores, siempre que sea posible, para facilitar el mantenimiento y la detección de fallas.

Desde ATRIA hemos realizado diferentes Proyectos de automatización, adaptados a las necesidades del cliente y del proceso, puedes verlos aquí .

¿Quieres aplicar la Automatización Industrial en alguno de tus Proyectos? ¡Contáctanos!

Proyectos relacionados:

• Automatización de un montaje de eje con palas
• Picking con visión y robot colaborativo de dos brazos
  
• Pick &Place de cinta con UR y visión después de la inyección