Metrología Remota: Dominando la Recopilación de Datos para Manufactura de Precisión

Con fabricantes buscando hacer más con menos para mantenerse rentables, la medición remota es vital. Aquí está lo que necesita saber sobre las herramientas que recopilan puntos de medición críticos desde prácticamente cualquier lugar.

La metrología es la ciencia de medir. Es un tema profundamente técnico, pero para fabricantes de automóviles, instalaciones aeroespaciales, fabricantes médicos —y cualquier otra persona involucrada en producir componentes discretos— la metrología se trata principalmente de asegurar que profundidades, diámetros, posiciones, longitudes y ángulos de características de pieza cumplan todas las tolerancias dimensionales.

Sin embargo, hay mucho más en la metrología que micrómetros y calibradores de altura, comenzando con la recopilación de datos dimensionales, seguida por su análisis estadístico.

Automatizado y Rentable

El uso de estadísticas en gestión de calidad no es nada nuevo. De hecho, tiene casi 100 años. Primero propuesto por el físico e ingeniero Walter Shewhart, sus esfuerzos para reducir la variación de piezas llevaron al desarrollo de CEC (control estadístico de calidad) y su subconjunto CEP (control estadístico de proceso). Hoy, CEP y CEC son componentes centrales de cualquier sistema de control de calidad.

Los términos a menudo se usan indistintamente, aunque los puristas de la metrología argumentarán que hay una diferencia significativa. Donde CEP se usa durante el proceso de manufactura para prevenir defectos y mejorar calidad de pieza, CEC se realiza después del hecho. Sin embargo, ambos dependen de recopilación y análisis de datos, y ambos ayudan a identificar tendencias en el proceso de manufactura.

La pregunta entonces se convierte en: ¿Cuál es la mejor manera de recopilar y registrar datos de manufactura?

Muchos lugares de trabajo aún dependen de mediciones manuales, luego escribiendo valores con pluma y papel o tecleándolos en una hoja de cálculo. Y aunque no hay nada malo con la primera parte —tomar mediciones manuales— ciertamente hay métodos mucho más automatizados y rentables para recopilar datos dimensionales para uso en control estadístico de proceso o un sistema de software de gestión de calidad.

Hardware de Recopilación de Datos: Metrología por las Ondas

Una de estas viene de L.S. Starrett Company, donde el Director de Investigación y Desarrollo Jeffrey Wilkinson describe varias opciones para recopilación eficiente de datos industriales.

"Tenemos multiplexores cableados que pueden tomar datos de una gama de herramientas de medición y enviar esos valores a una computadora", dice. "Más allá de eso, tenemos nuestra línea de productos DataSure, que es esencialmente una versión virtual o inalámbrica de un multiplexor."

Con DataSure, el dispositivo de medición —un micrómetro o calibrador, por ejemplo— debe estar equipado con una radio, explica Wilkinson. A medida que el operador toma cada medición, él o ella presiona un botón en el dispositivo, enviando los datos a una pasarela conectada a la computadora. Los datos se tabulan en forma de registro o se envían a través de un puerto COM a un programa CEP o Microsoft Excel. Un multiplexor logra lo mismo pero usa un cable en lugar de una radio para transmitir datos.

Para aplicaciones remotas o basadas en campo, los datos pueden ser enviados desde la herramienta manual a una aplicación móvil en el smartphone del usuario. Desde allí, puede ser enviado por correo electrónico, guardado para subida al regreso del usuario a la oficina central, o enviado a una pasarela segura que comparte la información con la fábrica o la nave nodriza corporativa. Este último escenario también aplica a organizaciones con múltiples instalaciones, incluso aquellas ubicadas en diferentes estados, países y continentes.

Dice Wilkinson: "Tenemos muchas aplicaciones donde no hay más que una computadora de escritorio que está hablando con herramientas en la planta de producción, y todo es local a esa instalación. En el otro extremo, tenemos un cliente en Asia que realmente envía sus datos por la web a una ubicación en Europa, donde se procesan y se envían de vuelta al sitio original para visualización en una interfaz de usuario. Hay tantos fabricantes hoy recopilando, consumiendo y almacenando datos de calidad que hemos tenido que desarrollar un sistema muy flexible, uno capaz de manejar una gama de diferentes requisitos."

Software de Recopilación de Datos: El Enlace Crítico

Hany Abdel-Motaleb, especialista en MeasurLink y gestión de datos en Mitutoyo America Corp., ve requisitos similares. Como Starrett y otros, la compañía ofrece multiplexores tradicionales y todo el hardware necesario para recopilación de datos cableada. Para instalaciones que desean saltarse los cables, sin embargo, Mitutoyo también ofrece U-WAVE, un sistema de hardware que le permite transmitir información de medición inalámbricamente a una computadora.

En esta sesión de Preguntas y Respuestas de MeasurLink, Drew Klaber y Jeremy Banks de Mitutoyo America Corp. discuten trabajar con sistemas de recopilación de datos.

U-WAVE consta de dos componentes, explica Abdel-Motaleb —un receptor conectado a la computadora vía USB, y transmisores individuales para cada herramienta de medición, que pueden ubicarse hasta 60 pies del receptor. También hay una porción de software que gestiona la comunicación entre los diferentes dispositivos.

Independientemente de cómo se recopilen los datos o qué sistema se use para recopilarlos, tienen valor limitado sin alguna forma de software de gestión de datos de calidad. En el caso de Mitutoyo, este software es MeasurLink, un sistema modular que soporta análisis estadístico, seguimiento y calibración de calibradores, análisis de proceso, CEP y más. "Una vez que los datos están en la base de datos MeasurLink, pueden ser accedidos remotamente a través de la nube o directamente desde una base de datos SQL en la red del cliente", dice Abdel-Motaleb.

Comience a Recopilar Datos de Planta de Producción Ahora

Para instalaciones nerviosas sobre el costo y la molestia de implementar hardware de recopilación de datos cableado o inalámbrico, sin mencionar un sistema de software de gestión de datos de calidad, no es tan grande una tarea como uno podría pensar. Abdel-Motaleb sugiere que el elefante puede comerse un bocado a la vez, y es posible que ya tenga al menos algo del hardware necesario.

"Muchos micrómetros, indicadores y calibradores ya están equipados con el puerto necesario", dice. "Si es así, todo lo que se necesita es un solo cable y una computadora para comenzar a recopilar datos." Esto elimina la posibilidad de teclear mal información, añade, así como la posibilidad de que una máquina herramienta costosa se quede inadvertidamente inactiva mientras el operador está escribiendo o tecleando datos dimensionales. Más allá de eso, el esfuerzo detrás de una implementación completa se reduce a dos cosas —dónde quiere recopilar datos, y qué quiere hacer con ellos?

"Dependiendo de qué tan grande sea su implementación y cuánto espacio para mejora tenga, el retorno de inversión para estos sistemas es usualmente bastante rápido", dice. "Como prueba, recientemente trabajé con un cliente que redujo sus costos de desperdicio en $180,000 el primer año. La inversión en MeasurLink, U-WAVE y nuevas herramientas manuales fue solo una fracción de ese costo. Dicho esto, lograr ROI completo en un año o menos es bastante común."

¿Ha comenzado su instalación a recopilar datos? ¿Qué consejos puede compartir?