Fábricas Digitales: Manufactura Inteligente para la Industria 4.0

¿Qué es una Fábrica Digital?

Una fábrica digital usa tecnología para compartir información automáticamente de forma digital a lo largo de la operación, incluyendo datos de materiales, personas y máquinas. La manufactura digital se basa en un sistema integrado que consiste en tecnologías de simulación, equipos conectados y herramientas de colaboración.

No existe una única tecnología que convierta una fábrica analógica en una digital. Sin embargo, hay muchas tecnologías y rasgos comunes que comparten las fábricas digitales, y los fabricantes que combinan múltiples tecnologías son los que más probablemente se consideren "fábricas digitales".

Las fábricas digitales son el resultado de una estrategia de transformación digital para permitir el uso de datos de personas, equipos y sistemas para identificar y priorizar iniciativas de mejora continua. Tecnologías que podría encontrar en una fábrica digital incluyen:

Internet Industrial de las Cosas (IIoT)

Consiste en pequeños sensores y otro hardware que están conectados y se comunican entre sí. Pueden usarse para gestión de activos, reducción de energía mediante HVAC e iluminación inteligentes, o recopilación de datos de máquina, aunque hay un número casi ilimitado de casos de uso para IIoT en manufactura.

Big Data

Cuando los dispositivos IIoT recopilan datos, tienen que ir a algún lado. Lo mismo ocurre con otros datos que los fabricantes suelen recopilar como datos de clientes, datos de producción, datos de proveedores, etc. Big data simplemente se refiere a estos almacenes masivos de información de los que los fabricantes pueden extraer, así como formas de ordenar y gestionar esta información para usarla con otras herramientas y software de análisis. ¿Interesado en aprender más sobre este concepto? Lea nuestro artículo completo sobre "Industrial DataOps".

Analítica Predictiva y Aprendizaje Automático

En cuanto a manufactura, así como otras industrias, el aprendizaje automático y la analítica predictiva son un caso de uso para los datos recopilados mencionados. Los datos pueden combinarse y usarse para alimentar modelos de aprendizaje automático que ofrecen insights para la toma de decisiones a partir de conjuntos de información que pueden ser demasiado complejos para que los humanos extraigan valor por sí solos. El aprendizaje automático y la analítica predictiva pueden usarse para pronosticar demanda, realizar mantenimiento predictivo y prescriptivo en máquinas, detectar oportunidades y aberturas en el mercado, y mucho, mucho más. Este es un aspecto muy poderoso de una fábrica digital.

Automatización

Con máquinas inteligentes y conectadas viene la oportunidad para que los humanos salgan del bucle y permitan que la automatización entre. En muchos casos, las máquinas pueden manejar tareas más rápido y con mayor precisión que sus contrapartes humanas. La automatización industrial libera a estos humanos para enfocarse en otras tareas cognitivas complejas que se adaptan mejor a mentes humanas que a mentes de máquina (al menos por hoy).

Algunas fábricas digitales llevan la automatización al siguiente nivel usando técnicas de manufactura lights-out, eliminando humanos del proceso de manufactura por completo. El término viene de la capacidad de arrancar la fábrica, apagar las luces y salir con la certeza de que la fábrica seguirá produciendo, incluso 24 horas al día, sin intervención humana.

Tecnología Cloud y Edge Computing

La tecnología cloud capacita a las fábricas digitales con la capacidad de almacenar y analizar vastas extensiones de datos usando equipo seguro que comparten con otros, accedido a través de la web. La tecnología cloud ofrece a los fabricantes máquinas más rápidas y potentes y mayores capacidades de almacenamiento (con mayores protecciones) de lo que suele ser factible comprar y mantener internamente.

El edge computing toma los datos que vienen de la planta y los procesa cerca, eliminando el tiempo de espera que puede tomar subirlos a la nube, analizarlos y redistribuir la información a la planta. El edge computing permite analítica en tiempo real y toma de decisiones ultra-rápida usando datos, y es perfecto para mecanismos de seguridad, mantenimiento predictivo y tareas computacionales igualmente sensibles al tiempo.

¿Qué más tienen en común las fábricas digitales?

• Sin Papel: Como los procesos están digitalizados, no hay necesidad de papel en una fábrica digital. Todo se almacena en la nube o localmente, en formato digital.
• Pila Conectada: Como se mencionó, se trata menos de tener una tecnología u otra, y más de tener un sistema de tecnologías integradas. Esto puede incluir información PLC de la planta, fusionada con datos ERP, fusionada con datos MES y SCADA, etc. Este intercambio de información entre máquinas permite una toma de decisiones rápida, basada en datos y liderada por máquinas en todos los niveles del proceso de manufactura.
• Métricas en Tiempo Real: Para operar con el tipo de eficiencia esperado de una fábrica digital, los fabricantes deben tener acceso a métricas en tiempo real que les permitan ajustar sobre la marcha para asegurar que los objetivos de producción y otras iniciativas de la empresa continúan cumpliéndose, sin sorpresas.
• Analítica de Big Data: Tener toneladas de datos no sirve de nada a menos que se procesen y analicen. Este tipo de análisis ayuda a las fábricas digitales a tomar decisiones más informadas basadas en los números, permitiéndoles detectar tendencias, oportunidades, problemas y áreas para aumentar eficiencias.

¿Cuáles son los Beneficios de una Fábrica Digital?

Uno de los beneficios más obvios de una fábrica digital es un gran impulso a la eficiencia. Al eliminar procesos ineficientes de toma de decisiones humanas que pueden ser no solo lentos, sino también sesgados o simplemente incorrectos, las fábricas pueden producir más con menos: menos tiempo, menos recursos materiales, menos malfuncionamientos y piezas de desecho, etc.

Aunque muchos empleados de manufactura temen que la afluencia de automatización y otras tecnologías digitales los deje sin trabajo, la manufactura digital abre oportunidades para más empleos nuevos, mejor pagados, que muchos encuentran más atractivos y gratificantes. Estos empleos mejor pagados también atraen talento joven y nuevo al campo con nuevos insights y conceptos para mejorar la instalación.

En la misma línea, las fábricas digitales son caldo de cultivo para la innovación. Debido a la agilidad imbucada en el sistema mediante analítica en tiempo real, hay más espacio para experimentar, ser creativo, encontrar soluciones a nuevos problemas en el mercado, y probar ideas a escala sin gastar recursos innecesarios.

Las fábricas digitales incluso ven un aumento en la satisfacción del cliente, porque los costos pueden bajar, los tiempos de envío pueden bajar, todo mientras la calidad y la consistencia suben.

Software para Fábrica Digital

MachineMetrics apoya iniciativas de fábrica digital en todos los niveles de implementación. Desde nuestros conectores de datos de alta velocidad que recopilan datos de máquina directamente desde la fuente a 1 kHz (1000 veces más rápido que el 1 Hz disponible en la mayoría de sensores industriales) hasta nuestro software de estandarización de datos que asegura que la información que recopila funcione bien junta y le dé resultados inmediatos.

Nuestras capacidades de cloud y edge computing soportan tanto analítica profunda y almacenamiento a largo plazo en la nube como análisis casi instantáneo en tiempo real para alimentar la toma de decisiones rápida en el edge.

Y en la superficie, nuestros dashboards personalizables ofrecen una variedad de vistas a sus datos, ya sea una visión general trimestral para directores o estadísticas de producción en tiempo real en la planta, todos pueden acceder a la información que necesitan cuando la necesitan en un formato simple de entender, codificado por colores. Y para trabajadores de planta, ofrecemos tablets directamente en la maquinaria para que puedan superponer contexto humano con los datos que recopilamos: empoderamos a los humanos, no los sacamos del bucle. Todo esto más seguridad de nivel industrial tiene a nuestros clientes viendo ROI en tan solo cinco días.

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