Desbloqueando la eficiencia: Guía para la automatación moderna de fábricas e Industria 4.0

La automatización y la Industria 4.0 han tomado el sector manufacturero. Usando automatización, cualquier organización puede realizar procesos con poca o ninguna intervención humana. La automatización es capaz de alimentar una gama de equipos, que luego pueden cumplir una variedad de objetivos en una amplia gama de entornos de manufactura.

La automatización es tan efectiva porque aumenta la calidad, la producción y la eficiencia al reducir la asistencia humana, reduciendo drásticamente el riesgo de error.

En su forma más básica, la automatización utiliza un controlador, que evalúa un estado medido contra una lista predeterminada de valores para mantener los entornos y condiciones deseados necesarios para la eficiencia.

Automatización industrial

La automatización en entornos industriales usa un sistema de control, como una computadora, por ejemplo, y vastas cantidades de datos para gestionar equipos y procesos dentro de un entorno de manufactura. Las empresas en esta industria siempre buscan formas de aumentar la producción, productividad y eficiencia; la automatización mantiene la maquinaria en un estado medido específico.

La mayoría de las líneas de producción automatizadas consisten en estaciones de trabajo y un sistema de transferencia que mueve un artículo a través de numerosas fases de producción, usando una variedad de diferentes herramientas para cambiar el propósito o apariencia del producto.

Un controlador lógico supervisa este proceso gestionando la secuencia en que se usa la maquinaria y cuánto tiempo debe trabajar cada máquina en el producto.

Las empresas pueden usar infraestructuras de automatización para manufactura, refinación y producción de partes individuales, así como el ensamblaje del producto final, cuando sea necesario.

Diferentes sistemas de automatización de fábrica

Hay cuatro tipos diferentes de automatización, cada uno sirviendo un propósito específico:

• Sistemas de Manufactura Flexibles (FMS) — Usar FMS permite a las líneas de producción extender las capacidades de sistemas programables para permitir cambios sin retraso mínimo en la producción.
• Programable — La automatización programable permite a las operaciones adaptar y reordenar todo el proceso de manufactura para tener en cuenta desviaciones en el producto terminado, como cambios de color en juguetes infantiles, por ejemplo. Esta solución comúnmente utilizará herramientas de máquina de control numérico ejecutadas a través de programas de computadora para producir diferentes lotes de lo que la desviación necesite.
• Rígido, Fijo o Duro — Como su nombre indica, estos sistemas son fijos a lo largo del proceso de producción y no pueden cambiarse sin una revisión considerable. Esta salida generalmente se limita a líneas de producción que producen artículos únicos en alto volumen, como la manufactura de automóviles.
• Manufactura Integrada por Computadora (CIM) — Los sistemas de manufactura integrada por computadora abarcan toda la automatización y procesos de producción relacionados con la fábrica que dependen de un sistema de computadora. Los sistemas CIM comúnmente incluirán lo siguiente:

— Grúas automatizadas y sistemas de transferencia;
— Herramientas de máquina de control numérico;
— Integración CAD y CAM;
— Planificación asistida por computadora;
— Programación y producción asistida por computadora;
— Sistemas de máquina;
— Robótica.

Industria 4.0

La Industria 4.0, también conocida como la cuarta revolución industrial, o simplemente manufactura inteligente, es el uso de automatización y conjuntos de datos en un escenario de manufactura. Este proceso altamente intuitivo e interconectado permite a las líneas de producción cumplir los requisitos de una industria en constante cambio.

Dentro de los límites de un entorno Industria 4.0, cualquier actividad independiente ahora puede conectarse con cualquier otro proceso con velocidad y precisión crecientes, añadiendo valor a toda la operación.

La Industria 4.0 está compuesta por los "Nueve Pilares del Avance Tecnológico", sobre los que hablaremos con más detalle a continuación:

• Pilar Uno: Manufactura Aditiva — La manufactura aditiva es otro término para impresión 3D, que crea productos usando tecnología 3D creando capas que forman un objeto completo. Esta tecnología se usa comúnmente para pequeños lotes de productos personalizados, partes de máquinas ligeras y trabajo de prototipos.
• Pilar Dos: Realidad Aumentada (AR) — La AR es perfecta para identificar problemas dentro de una máquina, y para fines de formación y diagnóstico.
• Pilar Tres: Robótica Autónoma — La robótica tiene la capacidad de cambiar sus objetivos centrales según la etapa de producción en la que se encuentre. Además de trabajar de forma segura en un entorno humano, los robots también son capaces de comunicarse entre sí.
• Pilar Cuatro: Big Data y Analítica — Grandes cantidades de datos y recursos analíticos son necesarios para producir la eficiencia que todo negocio anhela. Las líneas de producción pueden recopilar datos en cada etapa de la cadena para mejorar sus procesos y redestinar recursos donde lo consideren oportuno.
• Pilar Cinco: La Nube — La manufactura requiere colaboración que va más allá de los límites de las instalaciones de la empresa, lo que significa que la computación en la nube rápida es necesaria para la recopilación, análisis, almacenamiento y monitorización de datos.
• Pilar Seis: Ciberseguridad — La Industria 4.0 se trata de alejarse de procesos tradicionalmente cerrados hacia un entorno más contemporáneo y conectado. Sin embargo, esto requiere niveles más sofisticados de acceso de usuario y mayor dependencia en la ciberseguridad de red.
• Pilar Siete: Integración Horizontal y Vertical de Sistemas — La integración de sistemas es la armonización completa de cada activo a lo largo de la cadena de suministro. Por ejemplo, un gerente de línea de producción puede desear mantener pestañas en otras áreas de la cadena de suministro, como información de organizaciones minoristas o departamentos de manufactura.
• Pilar Ocho: Internet de las Cosas (IoT) — Los sensores IoT están presentes en muchos activos a lo largo de la línea de producción y en los centros de control. Estos activos podrán entonces comunicarse entre sí para ofrecer al personal de producción una visión profunda de la operación de la línea de producción. Esto se envía a la nube y se usa en mantenimiento predictivo.
• Pilar Nueve: Simulación — Simulaciones 3D de productos, materiales y procedimientos pueden utilizar datos en tiempo real, que luego se convierten en un modelo virtual de toda la operación de producción.