Una guía para la automatización industrial moderna y la Industria 4.0 en la fabricación

La automatización y la industria 4.0 se han apoderado del sector manufacturero.

Mediante la automatización, cualquier organización puede realizar procesos con poca o ninguna intervención humana. La automatización puede alimentar una variedad de equipos, que luego pueden cumplir una variedad de objetivos en una amplia gama de entornos de fabricación.

La automatización es tan efectiva porque aumenta la calidad, el rendimiento y la eficiencia al reducir la asistencia humana, lo que reduce drásticamente el riesgo de error.

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

Automatización de la industria

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

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

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

Las empresas pueden utilizar infraestructuras de automatización para la fabricación, el refinado y la producción de piezas individuales, así como el montaje del producto final, cuando sea necesario.

Diferentes sistemas de automatización de fábrica

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

• Sistemas de fabricación flexibles (FMS) – El uso de FMS permite que las líneas de producción amplíen las capacidades de los sistemas programables para permitir el cambio con un retraso mínimo o nulo en la producción.

• Programable – La automatización programable permite que las operaciones adapten y reordenen todo el proceso de fabricación para tener en cuenta las desviaciones en el producto terminado, como los cambios de color en los juguetes de los niños, por ejemplo. Esta solución utilizará comúnmente máquinas herramienta de control numérico ejecutadas a través de programas informáticos para producir diferentes lotes de cualquier desviación que necesite ser.

• Rígido, Fijo o Duro – Como sugiere el nombre, estos sistemas son fijos a lo largo del proceso de producción y no se pueden cambiar sin cambios considerables. Esta producción generalmente se limita a las líneas de producción que producen artículos individuales en gran volumen, como la fabricación de automóviles.

• Fabricación integrada por computadora (CIM) – Los sistemas de fabricación integrados por computadora abarcan todos los procesos de producción y automatización relacionados con la fábrica que dependen de un sistema informático. Los sistemas CIM suelen incluir lo siguiente:

– Grúas y sistemas de transferencia automatizados;
– Máquinas herramientas de control numérico;
– Integración de CAD y CAM;
– Planificación asistida por computadora;
– Programación y producción asistidas por computadora;
– Sistemas de máquinas;
– Robótica.

Industria 4.0

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

Dentro de los límites de una configuración de Industria 4.0, cualquier actividad independiente ahora se puede conectar con cualquier otro proceso con mayor velocidad y precisión, lo que agrega valor a toda la operación.

La Industria 4.0 se compone de los "Nueve Pilares del Avance Tecnológico", de los que hablaremos con más detalle a continuación:

• Pilar Uno:Fabricación Aditiva – La fabricación aditiva es otro término para la impresión 3D, que crea productos utilizando tecnología 3D mediante la creación de capas que forman un objeto completo. Esta tecnología se usa comúnmente para lotes pequeños de productos personalizados, piezas de máquinas livianas y trabajos de prototipos.

• Pilar Dos:Realidad Aumentada (AR) – AR es perfecto para identificar problemas dentro de una máquina y para fines de capacitación y diagnóstico.

• Pilar Tres:Robótica Autónoma – La robótica tiene la capacidad de cambiar sus objetivos principales según la etapa en la que se encuentre la producción. Además de trabajar de forma segura en un entorno creado por humanos, los robots también pueden comunicarse entre sí.

• Pilar cuatro:Big Data y análisis – Se requieren grandes cantidades de datos y recursos analíticos 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 redistribuir los recursos donde mejor les parezca.

• Pilar Cinco:La Nube – La fabricación requiere una 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, el análisis, el almacenamiento y la supervisión de datos.

• Pilar Seis:Seguridad Cibernética – Industria 4.0 se trata de alejarse de los procesos tradicionalmente cerrados hacia un entorno más contemporáneo y conectado. Sin embargo, esto requiere niveles más sofisticados de acceso de usuario y una mayor confianza en la seguridad cibernética de la red.

• Pilar Siete: Integración de sistemas horizontales y verticales – 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 controlar otras áreas de la cadena de suministro, como información de organizaciones minoristas o departamentos de fabricación.

• 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 detallada del funcionamiento de la línea de producción. Esto luego se envía a la nube y se utiliza en el mantenimiento predictivo.

• Pilar Nueve:Simulación – Las simulaciones 3D de productos, materiales y procedimientos pueden utilizar datos en tiempo real, que luego se utilizan para convertirlos en un modelo virtual de toda la operación de producción.