Robótica Avanzada 101: Impulsando Eficiencia e Innovación en Manufactura

Manufacturing Global profundiza en la aplicación de robótica avanzada en la industria manufacturera.

Comparados con sus contrapartes —robótica convencional— las capacidades de «robótica avanzada» proveen a fabricantes «percepción superior, integrabilidad, adaptabilidad y movilidad. Estas mejoras permiten configuración, puesta en marcha y reconfiguración más rápidas, así como operaciones más eficientes y estables», explica BCG.

Como tal, fabricantes implementando estrategias «fábrica del futuro» e «industria 4.0» están desplegando robótica avanzada como parte esencial de automatización avanzada. Aquellos abrazando robótica avanzada se benefician de estructuras y procesos de planta mejorados, aumentando productividad y flexibilidad en fábrica y a lo largo de cadena de suministro. "Análisis encontró que usar robots avanzados puede reducir costos de conversión hasta 15%, y combinar robótica avanzada con otras tecnologías, mejoras de proceso y cambios de layout estructural puede rendir ahorros hasta 40%", nota BCG.

¿Qué Hace a Tecnología Robótica «Avanzada»?

BCG define automatización avanzada como «inteligencia descentralizada que permite dispositivos y equipos tomar decisiones y acciones autónomamente, sin intervención humana». BCG añade que la tecnología consiste en cuatro elementos centrales:

1. Modelos de datos holísticos (gemelos digitales): proveyendo representación digital de productos y sistema de producción. "Equipo de producción (como robots avanzados) puede acceder a modelos para, por ejemplo, planear ruta requerida sobre la marcha."

2. Infraestructura cloud-edge: para mover poder computacional y almacenamiento a bordes de red de producción, puentando TI y tecnología operacional. "Permite a productores recolectar datos y transferirlos a servicios cloud para procesamiento. Además, habilita procesos en planta a ajustarse autónomamente a cambios ambientales."
3. Tecnologías de procesamiento de datos: para convertir datos de tamaño, tipo y velocidad variables en información significativa. "Avances recientes en tecnologías de procesamiento de datos permiten a productores optimizar continuamente procesos (como planificación de ruta)."
4. Sistema de control de flujo de trabajo: para sincronizar todas las tareas que humanos o equipos realizan. "Gestión eficiente de todo el flujo requiere conexión digital o integración de tanto máquinas como trabajadores humanos. Configuraciones de sistema de control de flujo probablemente evolucionen de arquitecturas centralizadas a descentralizadas."

¿Por Qué Fabricantes Deberían Adoptar Robótica Avanzada?

Con valor actual de mercado de robótica avanzada en manufactura totalizando US$16,6 mil millones en 2020, que se espera suba US$2 mil millones más a US$18,6 mil millones en 2021, está claro que la digitalización de operaciones está proveyendo valor para fabricantes globales.

Algunos de los muchos beneficios que pueden ganarse adoptando robótica avanzada en manufactura incluyen:

• Percepción: comparado con robótica convencional, robots avanzados aprovechan procesamiento lenguaje natural, visión por computadora, y sensores para mejorar autonomía, destreza y precisión. Como resultado, robótica avanzada puede completar tareas más complicadas.
• Integrabilidad: con arquitecturas orientadas a servicios, conectividad mejorada, acceso a modelos de datos holísticos, y mejoras de interfaz y programación, robótica avanzada es más rápida de configurar y requiere menos tiempo para aprender a realizar tareas.
• Adaptabilidad: procesamiento avanzado de datos y servicios cloud permiten robots avanzados aprender y adaptarse autónomamente a entornos para mejorar flujo de trabajo.
• Movilidad: aprovechando machine learning y visión por computadora, robótica avanzada puede guiarse autónomamente a través de entornos.
• Eficiencia: al aumentar robótica avanzada en tareas complejas, automatizaciones flexibles pueden ayudar a reducir costosos tiempos de cambio y mejorar eficiencia.
• Productividad: similar a eficiencia, con flexibilidad aumentada y capacidades resolución problemas en tiempo real, robótica avanzada puede aumentar productividad.
• Seguridad: usando sensores avanzados y comunicación baja latencia, seguridad mejora significativamente con robótica avanzada debido a su mejor entendimiento de entornos y capacidad para adaptarse y reaccionar a eventos.
• Calidad: con uso de compartición datos en red, robótica avanzada reduce silos, haciendo más fácil identificar problemas de calidad y rastrear causa raíz.
• Agilidad: adaptándose independientemente, robótica avanzada permite operaciones de producción ser más ágiles sin preparación consumidora de tiempo.

Superando Desafíos de Adopción

"Desde mi perspectiva, comunicación es el desafío clave aquí—tanto en planta como entre planta y diferentes sistemas TI. En planta, conectividad necesita, por un lado, ser lo suficientemente flexible para igualar flexibilidad de robots, pero por otro, necesita ser lo suficientemente estable y segura para soportar casos uso industriales. Robots en futuro extraerán datos directamente de muchos sistemas de datos diferentes para cumplir tareas; esto pone nuevos requerimientos en seguridad TI para asegurar conectividad no sea abierta a nuevas amenazas.

"Conectividad inalámbrica es clave para comunicación en planta para proveer flexibilidad necesaria, y veo 5G trayendo combinación perfecta de flexibilidad, estabilidad y seguridad. Cuando se trata de parte seguridad TI, creo importante no intentar expandir red de oficina existente a fábrica sino construir red separada optimizada para condiciones y necesidades en fábrica", dijo Sebastian Elmgren, Gerente Portafolio Manufactura Inteligente en Ericsson.

El valor de robótica avanzada y rol que juega en fábrica conectada del futuro

Con la mayoría de fabricantes reconociendo el rol significativo que robótica avanzada jugará en fábrica del futuro, muchos tipos de funcionalidad, incluyendo uso multi-velocidad, aplicaciones móviles, y kitting robótico, se espera se vuelvan cada vez más importantes. Según BCG, "aproximadamente 70% de encuestados describen estas funcionalidades como muy relevantes para su producción futura."

Con potencial para transformar procesos de fábrica, fabricantes creen que robótica avanzada será herramienta necesaria para abordar complejidades crecientes en la industria. "Robótica avanzada traerá flexibilidad a procesos automatizados así como hacer posible automatizar lo que no podía automatizarse antes, abriendo para personalización masiva de productos", dice Sebastian Elmgren, Gerente Portafolio Manufactura Inteligente en Ericsson.

Agregando a sus comentarios, Elmgren dice: "Veo que robótica avanzada abrirá fábricas más genéricas [en futuro]. Con pleno potencial de robótica avanzada, una fábrica podría casi producir cualquier producto. Esto removerá necesidad de fábricas específicas de producto, moviendo producción más cerca de clientes acortando cadenas logísticas. También bajaría barrera para nuevas empresas empezar a producir sus productos, haciendo posible comprar producción como servicio en lugar de [hacer] grandes inversiones en medios dedicados de producción."

Con 52% de fabricantes esperando robótica avanzada «convertirse en uno de los impulsores más importantes de mejora productividad para 2025», aplicaciones actuales de tecnología se encuentran largely en producción, logística, calidad y mantenimiento. "70% [de fabricantes] esperan robótica avanzada convertirse en impulsor productividad muy importante en producción y logística para 2025. Participantes también esperan ver ganancias significativas productividad en calidad y mantenimiento", dijo BCG.

Mejores Prácticas para Futuro de Adopción Robótica

Cuando se trata de adoptar robótica avanzada en una organización, BCG explica que «se extiende más allá de inversiones de capital», adoptar robótica avanzada afecta muchos aspectos de modelo de negocio de una empresa manufacturera.

"Para abordar alcance completo de decisiones, una empresa debe desarrollar imagen objetivo holística de fábrica del futuro. Esta visión debe abarcar implementación de múltiples tecnologías automatización, incluyendo robótica avanzada", comenta BCG.

Para resultar en adopción exitosa de tal tecnología, fabricantes necesitan no solo identificar cantidades, tamaños de lote, variaciones de producto, y layout y procesos de planta sino tomar en cuenta contexto de negocio e implicaciones de implementar tal tecnología, creando hoja de ruta implementación clara y holística.

Fabricantes también deberían buscar construir competencias organizacionales y diseñar arquitectura de sistema, así como testear y colaborar en proyectos piloto, para escalar rápidamente soluciones exitosas en etapa piloto.

Desmitificando: Tres Conceptos Erróneos Sobre Robótica Avanzada

(Sebastian Elmgren, Gerente Portafolio Manufactura Inteligente en Ericsson)

1. Agregar robótica avanzada a mis procesos existentes me dará todos los beneficios.

No, necesitas encontrar nuevas formas de trabajar para aprovechar todos los beneficios.

2. Solo se trata de los robots.

No, necesitas pensar en el sistema completo.

3. Es algo para el futuro.

No, la tecnología está aquí hoy para empezar a usar, y no deberías esperar.