Fabricación Lights-Out: Lograr la automatización total en fábricas

La fabricación lights-out (sin luces) es una técnica que usa tecnología totalmente automatizada para operar una fábrica de producción con poca o ninguna intervención humana. Esto requiere el soporte de múltiples tecnologías como machine learning y recopilación de datos de alta frecuencia.

Ha sido el sueño de muchos fabricantes usar una mentalidad de "configurar y olvidar" para la producción. Simplemente llegue al trabajo, ponga las máquinas en marcha, apague las luces y salga por la puerta. Sin trabajadores. Sin humanos en el edificio. Solo máquinas haciendo lo que mejor saben: tareas precisas y repetidas a velocidades mucho más rápidas que sus contrapartes homo sapiens.

Esto reduciría drásticamente accidentes laborales, el costo de mantener la instalación bien climatizada y el costo de la mano de obra en sí. Los fabricantes encontrarían menos problemas de calidad también, porque —a diferencia de los humanos— las máquinas pueden replicar sus comportamientos exactamente, día tras día.

Estas instalaciones de producción de 24 horas suenan como pura fantasía, pero son una realidad hoy en instalaciones manufactureras alrededor del mundo. No hay duda. Aunque la mayoría de instalaciones están en etapas tempranas de automatizar actividades de producción, las soluciones de automatización se están adoptando cada vez más en la industria.

¿Qué es la Fabricación Lights-Out?

La fabricación lights-out (también conocida como "fábrica oscura") es un método de producción que requiere poca o ninguna interacción humana, esencialmente funcionando por sí sola, incluso en una fábrica oscura y vacía.

Para lograr esto, necesita poder automatizar cada paso del proceso de fabricación. Las empresas que usan esta estrategia lo hacen con una pila tecnológica que usualmente incluye visión artificial, equipos de fabricación aditiva (impresión 3D), IIoT industrial, edge computing, datos en la nube, machine learning y robótica.

Un ejemplo de empresa que usa esta técnica con gran efecto es FANUC, que utiliza una fábrica lights-out para producir robots y sistemas de fabricación sin asistencia humana.

FANUC ha lanzado exitosamente una fábrica lights-out, permitiendo que sus robots construyan robots sin mucha intervención humana. [Fuente]

Entendemos que los fabricantes están en etapas tempranas de introducir automatización en sus operaciones. En el núcleo de habilitar la automatización están los datos de producción precisos que pueden impulsar la toma de decisiones para humanos y máquinas. Con datos directos del control de equipos, los fabricantes pueden comenzar a introducir automatización basada en el rendimiento y salud de sus máquinas.

Esto puede ser tan simple como mostrar datos OEE en tiempo real en paneles sobre el piso de planta o tan sofisticado como recopilar datos de alta frecuencia para habilitar mantenimiento predictivo.

Automatice la recopilación de datos de máquina

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Beneficios de una producción Lights-Out

La automatización total puede ser de beneficio excepcional, especialmente en entornos manufactureros hostiles como aquellos que contienen aceites y lubricantes, químicos cáusticos, humos, etc. Después de todo, los robots pueden hacerse de componentes mucho más duraderos que sus contrapartes humanas.

Si bien la mayoría de fabricantes no apuntan actualmente a automatización de extremo a extremo, la mayoría usa o pretende usar muchos de los procesos que sustentan la automatización total, y con gran beneficio. Los beneficios centrales de la fabricación lights-out son reducir costos e impulsar mayor eficiencia, pero también incluyen:

• Reducir accidentes y aumentar seguridad del trabajador
• Mejorar eficiencia operativa
• Reducir desecho y retrabajo mediante mayor consistencia de producción
• Impulsar estrategias de mantenimiento más avanzadas

Desafíos de la Fabricación Lights-Out

No sería apropiado abordar solo los beneficios de una fábrica totalmente autónoma. A continuación, describimos los desafíos que un fabricante puede enfrentar al implementar una fábrica oscura.

Desafíos Técnicos

Encender la luz es tan simple como accionar un interruptor. Desafortunadamente, configurar procesos completamente automatizados puede ser un desafío técnico alto que puede requerir inversión significativa. Sin embargo, soluciones como MachineMetrics permiten a fabricantes recopilar y usar datos de máquina fácilmente y rápido para automatizar procesos, con ROI en tan solo 5 días.

Producción Compleja

Tareas simples y repetibles son las más adecuadas para automatización. Tareas más complejas, así como producciones de pequeña escala y operaciones, pueden resultar más difíciles para implementar automatización o experimentar suficiente valor.

Seguridad y Prevención de Fallos

Hay un truco con no tener humanos monitoreando producción. Si algo sale mal, puede no haber nadie para detectarlo, lo que podría resultar en miles de dólares en piezas desechadas, o daño significativo a máquinas. Afortunadamente, el monitoreo remoto y la detección automatizada de fallos de máquina pueden evitar estos problemas.

¿Qué pasa con el mantenimiento en una fábrica Lights-Out?

Los fabricantes lights-out también deben prepararse para eventualidades como el mantenimiento. Si bien las máquinas pueden ser menos propensas a errores que operadores humanos, no cambian las leyes del caos. La maquinaria se desgasta. Las herramientas se rompen. Sin embargo, la automatización puede reducir notablemente el impacto de tales instancias estrechando el tiempo de inactividad y, a veces, incluso planificando dinámicamente las reparaciones.

Utilizando un adaptador de datos de alta frecuencia, los fabricantes pueden monitorear equipos remotamente por cualquier anomalía. Con la adición de tecnología machine learning para buscar patrones alrededor de averías, este tipo de sistema puede usarse para mantenimiento predictivo y prescriptivo, las dos técnicas de mantenimiento manufacturero más avanzadas disponibles hoy.

MachineMetrics ofrece un adaptador de datos de alta frecuencia que utiliza los sistemas informáticos de equipos de fabricación para capturar datos de máquina a una tasa de 1000 puntos de datos/segundo —sin acciones que anulen garantía ni sensores requeridos. Además de predecir con precisión cuándo el mantenimiento está cerca, a veces cuarenta minutos antes de que un operador humano lo notaría, las máquinas pueden detenerse remotamente antes de que ocurra cualquier daño.

Básicamente, cualquier cosa que una máquina pueda hacer puede ser gestionada remotamente por un humano o vía un árbol de decisiones basado en tecnología que resulta en automatización total basada en las circunstancias reales de la propia máquina, los objetivos de producción de la instalación, aseguramiento de calidad y más. Más allá de detener automáticamente una máquina para reparaciones antes de causar más desgaste o daño a maquinaria circundante, este sistema puede ofrecer mantenimiento prescriptivo también, proporcionando predicciones de escenarios si-entonces para diferentes acciones respecto a la máquina.

Nuestras herramientas proporcionan a fabricantes recursos para diagnóstico de máquinas, optimización de herramientas para que tengan menos roturas y rendimiento ideal, optimización de calidad basada en detección de vibración de herramienta y, por supuesto, mantenimiento predictivo. Incluso resisten entornos manufactureros hostiles, a diferencia de soluciones de sensores de postventa.