Del concepto a la realidad:las tecnologías de fabricación se generalizan

Por Bob Beckmann, artículo para la revista Ag Innovator.

Cuando Henry Ford optimizó su línea de montaje hace unos 100 años, los cambios y avances que hizo abandonaron rápidamente los límites de las cuatro paredes de su fábrica y se convirtieron en el combustible de una revolución industrial que hemos estado optimizando desde entonces.

Ahora vemos cambios impulsados ​​por la tecnología. Conceptos que eran sueños hace 10 años forman parte de las operaciones de nuestra planta en la actualidad. Es difícil imaginar que vivamos en un mundo con teléfonos que tienen más potencia informática que una cápsula espacial Apollo. Tenemos a nuestra disposición cosas que George Jetson no creería. La tecnología se mueve a una velocidad que nos deja a la mayoría persiguiendo en lugar de seguir el ritmo.

La fabricación está experimentando dificultades de crecimiento en lo que respecta a la tecnología. Las fábricas que han operado de la misma manera durante 70 años ahora se ven obligadas a adaptarse a un mundo de personalización e inmediatez. Es una verdadera revolución industrial, y si la historia nos ha mostrado algo, un siguiente nivel de tecnología está a punto de dar el salto de las grandes operaciones a las pequeñas y medianas plantas en todo el mundo.

A continuación, exploramos cuáles son algunas de estas tecnologías y cómo se utilizan.

Operaciones digitales

Aunque algunas empresas todavía utilizan libros de contabilidad y hojas de cálculo, la tendencia digital es pasar a un sistema ERP robusto que pueda ayudar a gestionar el funcionamiento de una empresa. Todo, desde las materias primas hasta los productos terminados, se organiza con estos sistemas, e incluso se pueden usar para encontrar el costo real de un producto terminado.

Cadena de suministro

Una persona ahora puede pedir un automóvil en línea. Pueden ingresar el modelo y todas las opciones que deseen. Presionan el botón "comprar" e inmediatamente el sistema de la empresa se pone en funcionamiento. Adiós a los días del planificador, del comprador, del planificador y del papeleo. Ahora los datos se envían inmediatamente a la planta, así como a los proveedores de primer y segundo nivel, y de regreso al cliente. Las fechas de producción se confirman rápidamente, se ordenan las piezas y el cliente sabe exactamente cuándo llegará su nuevo vehículo. Incluso pueden conectarse en línea y ver con precisión en qué parte del proceso de producción se encuentra el vehículo.

Planta de ingeniería / digital

Los días de los dibujos se desvanecen rápidamente. Ahora los modelos CAD se crean en el departamento de ingeniería y esos modelos se utilizan para fabricar piezas. Los archivos se envían al fabricante de moldes, o al centro de mecanizado o impresora 3D, y comienza el proceso. Cuando llegan las piezas terminadas, se utilizan los mismos modelos para la inspección (a veces se hace con láseres de comparación digital) y el ensamblador usa una pantalla en su estación para ver los mismos modelos y asegurarse de que las piezas finales se ensamblan correctamente.

Ciberseguridad

Con todos estos datos, todas las empresas deben ser muy conscientes de las amenazas a las que se enfrentan. No se trata de que alguien robe sus datos de producción, sino de alguien que robe lo más valioso de su computadora:su dinero.

Cada empresa tiene una lista de empleados actuales (y algunos pasados). Tienen el nombre, la dirección, el número de teléfono, el número de seguro social de ese empleado y probablemente su número de cuenta bancaria para depósito directo. ¡Oh, qué tesoro para un chico malo!

¿Cuándo fue la última vez que realizó una verdadera prueba de ciberseguridad de su sistema? Puede decir que está bien porque sus computadoras tienen software antivirus actualizado, pero ¿qué pasa con esa computadora en la planta que funciona con Windows 95 porque la máquina a la que está conectada nunca se actualizó?

Impresión 3D / Fabricación aditiva

La tecnología para la fabricación aditiva (AM) ha existido durante algunas décadas, pero solo estaba disponible para empresas que tenían mucho dinero y un uso permanente. Ahora, las versiones de este tipo de equipos están disponibles en tiendas de caja o en línea. Se ha vuelto tan común que se utiliza en las escuelas primarias. Usarlo en la fabricación era raro incluso hace cinco años, pero hoy es la actualización tecnológica de más rápido crecimiento en las operaciones de fabricación. He aquí por qué:

Reducción de costos: Dado que la producción de piezas mediante fabricación aditiva no requiere costos de instalación y herramientas, solo se incurre en costos de producción para las piezas en sí en el momento de su fabricación. Incluso las pequeñas tiradas de producción y las piezas únicas no añaden costes. Además, las piezas del sistema diseñadas para un funcionamiento óptimo a menudo se pueden realizar como una sola pieza, lo que simplifica el montaje y la garantía de calidad.

Diseño ligero: Las piezas fabricadas de forma inteligente que utilizan procesos de sinterización por láser combinan una alta resistencia con una reducción de peso del 40 al 60 por ciento. El ahorro de material se traduce en una mayor flexibilidad en el diseño y la ingeniería. Como resultado, los automóviles o aviones consumen significativamente menos combustible y emiten menos dióxido de carbono.

Sin herramientas: La tecnología de impresión 3D permite la máxima flexibilidad en la planificación de la producción. Además, los procesos de producción sin herramientas requieren menos energía y materias primas que las operaciones de fabricación convencionales. Se pueden producir piezas modificadas, actualizaciones y repuestos según sea necesario, lo que evita la necesidad de almacenamiento. Observe esta industria de cerca. Ahora se están imprimiendo nuevos materiales como metales, epoxis, plásticos, cerámicas e incluso alimentos. Por lo tanto, si su empresa transmitió esta tecnología en el pasado, es posible que desee ver qué ha cambiado desde que comenzó a leer este artículo.

Realidad virtual / Realidad aumentada

La realidad virtual (VR), a veces denominada realidad aumentada (AR), está ingresando rápidamente al entorno de fabricación. Este rápido crecimiento debería hacer que más proveedores ingresen al campo, reduciendo así el costo y haciendo que la tecnología sea más accesible.

La realidad virtual se define como “un entorno tridimensional generado por computadora que puede ser explorado e interactuado por una persona. Esa persona pasa a formar parte de este mundo virtual, o se sumerge en este entorno, y mientras está allí, es capaz de manipular objetos o realizar una serie de acciones ”.

Entonces, ¿cómo beneficia la realidad virtual al sector manufacturero? Mejorando la seguridad de los trabajadores, creando mejores productos y ahorrando dinero a los fabricantes. He aquí por qué:

Mejora de la seguridad de los trabajadores. Si bien el sector manufacturero ha mejorado drásticamente sus programas de seguridad a lo largo de los años, cualquier lesión o fatalidad es demasiado. La realidad virtual permite a los gerentes de planta simular el proceso de producción y las configuraciones de la línea de ensamblaje, identificando situaciones potencialmente peligrosas. La realidad virtual también puede sumergir a un empleado en una futura estación de trabajo y luego capturar el movimiento del empleado para evaluar la viabilidad y competencia de la tarea. Usando la realidad virtual, el gigante automotriz Ford ha reducido la tasa de lesiones de los empleados hasta en un 70 por ciento.

Creación de mejores productos. La realidad virtual hace posible un montaje casi perfecto. Al usar gafas que emplean cámaras, sensores de profundidad y sensores de movimiento para colocar imágenes en un entorno de trabajo real, los trabajadores y los ingenieros pueden "ver" las piezas adecuadas y las instrucciones sobre cómo ensamblar un componente de la manera correcta.

Ahorro de dinero. Para obtener productos que cumplan con las especificaciones, se deben crear, probar y volver a probar prototipos. Esto se vuelve caro. Al utilizar la realidad virtual, los fabricantes eliminan la necesidad de construir modelos a gran escala. Con la tecnología de realidad virtual de Microsoft, los ingenieros pueden ver cada equipo involucrado en el diseño de un producto y montarlo en el mundo virtual antes de construirlo de verdad. Esto reducirá el tiempo de capacitación en un 75 por ciento por persona, ahorrando millones.

Cobots

A medida que Internet de las cosas crece exponencialmente, los robots colaborativos se vuelven algo común en el ciclo de fabricación. Los robots colaborativos, o cobots para abreviar, son robots que trabajan en un espacio físico compartido con los humanos, lo que permite que los humanos y los robots trabajen juntos. Los cobots han ganado popularidad desde 2010 y, a menudo, se prefieren a los robots de fabricación tradicionales diseñados para trabajar en un área separada con poca o ninguna interacción con las personas.

Están diseñados para dejar de moverse cuando su compañero de trabajo humano, o cualquier persona, los toque. Se espera que el mercado de cobot crezca significativamente en la próxima década por varias razones. Existe una demanda creciente de automatización en todas las industrias, pero en particular en la fabricación, donde las tareas a menudo son repetitivas y, por lo tanto, existe el riesgo de lesiones. Mientras tanto, la tecnología cobot avanza cada año. Están disponibles más ampliamente y son menos costosos, actualmente se estima en un promedio de $ 24,000 cada uno. Es probable que esta caída de precios y una mayor funcionalidad fomenten la adopción de cobot en las pequeñas y medianas empresas que pueden haber pasado por alto la tecnología en el pasado.

Los robots que trabajan en conjunto con los empleados pueden conducir a un proceso de producción altamente eficiente, flexible y confiable. Los cobots se pueden utilizar en el montaje de productos, procesos de recogida y colocación de productos, moldeo por inyección, colocación de piezas e inspección de calidad.

Pueden ser especialmente útiles para levantar objetos pesados ​​al mejorar la eficiencia en el ciclo de producción y reducir el riesgo de lesiones. Algunos cobots están diseñados para trabajar en trabajos repetitivos de levantamiento de objetos pesados.

Un ejemplo sobresaliente de cómo los robots y los humanos pueden trabajar juntos es una tarea pesada en la que el humano alinea el objeto que se va a levantar y el cobot lo levanta.

El ser humano reduce el riesgo de daños a los elementos colocando lo que se va a levantar. El robot evita al ser humano la fatiga y el riesgo de lesiones al levantarlo. La combinación reduce los costos, mejora el resultado a través de la precisión y mantiene un programa acelerado.

En conclusión

Todas estas tecnologías eran solo un sueño hace unos años. Hoy son una realidad y están cambiando la forma de fabricar en todo el mundo. Con la esperada escasez continua de mano de obra, estos avances permiten que una empresa optimice la producción, aumente la calidad y ahorre dinero mientras atrae a una fuerza laboral que adora resolver problemas con la tecnología. Solo pueden ayudar a fortalecer su negocio.