Manufactura Inteligente Explicada: Aprovechando la Tecnología para Innovación y Beneficio

Actualizado el 13 de abril de 2022

¿Cuándo es arriesgado esperar? Cuando todos los demás están avanzando. Utilizar tecnología de manufactura inteligente antes que después es la elección inteligente. Industry Week informó que la mayoría de las empresas manufactureras han estado trabajando en al menos un proyecto de manufactura inteligente desde finales del año pasado y que "moverse a la manufactura inteligente puede ayudarle a alcanzar y servir a los clientes mejor y más rentablemente". También dijeron que muchas empresas están experimentando agregando sensores a sus equipos existentes. ¿Por qué no intentarlo?

¿Qué se Entiende por Manufactura Inteligente?

La manufactura inteligente es el concepto de usar datos en tiempo real para ofrecer insights accionables que impulsen la mejora de procesos, optimización de procesos, mayor utilización de equipos y respuestas altamente flexibles dentro de sistemas de manufactura inteligente.

Este uso de datos conduce a plantas de manufactura inteligente donde el equipo de producción está integrado con recopilación de datos, plataformas analíticas y otras tecnologías nuevas. La manufactura inteligente usa una variedad de tecnologías para hacer esto posible. Estas tecnologías y herramientas incluyen controles computarizados, modelado de datos, robótica y edge computing.

El concepto de manufactura inteligente ha existido por muchos años, pero la tecnología ahora lo está haciendo realidad. Está arraigado en la creciente adopción de la digitalización en el proceso de manufactura. A medida que los sistemas de producción en masa crecen para satisfacer las necesidades de los consumidores en una economía global en crecimiento, los datos creados por la fusión de sistemas ciber-físicos se usan cada vez más para mejorar las operaciones generales.

El equipo de manufactura está conectado por sensores o dispositivos para monitorear y recopilar datos durante el proceso de manufactura. Estos datos pueden transmitirse directamente a la nube, o pueden emplear edge o fog computing para procesarlos antes de enviarlos a la nube. Los datos recibidos por la nube usan una serie de tecnologías emergentes como Inteligencia Artificial (IA), análisis de datos avanzado, algoritmos robustos de aprendizaje automático y plataformas de monitoreo de máquinas. Luego transforman los datos en insights accionables que pueden usarse para una toma de decisiones más precisa.

Los beneficios de la manufactura inteligente se extienden a toda la empresa. Los insights se usan para abordar problemas dentro de la cadena de suministro y desarrollar programas de mantenimiento predictivo. La manufactura inteligente incluso puede proporcionar analítica de datos valiosa para mejorar el valor del software de planificación de recursos empresariales (ERP).

La llegada de tecnología inteligente en la industria manufacturera está cambiando cómo las empresas hacen negocios. Con manufactura inteligente, todo un negocio de manufactura puede transformarse en una empresa más ágil y basada en datos que obtiene beneficios significativos y revoluciona los procesos de negocio.

Cómo la Manufactura Inteligente se Relaciona con la Industria 4.0

Veamos el desarrollo del equipo industrial y revisemos cada revolución sucesiva que trajo enormes ganancias en productividad.

Durante la primera revolución industrial, la manufactura pasó del modelo artesanal basado en el hogar a la fábrica. Innovaciones como la energía hidráulica y de vapor hicieron la producción en masa común.

La segunda revolución industrial vio más innovaciones como la mejora en la fabricación de acero y la electrificación de fábricas. Un humano ahora podía operar una máquina para producir un volumen mucho mayor de bienes comparado con la era de productos artesanales.

La tercera revolución industrial vio a la computadora introducir automatización y llevar los procesos de manufactura a niveles de productividad aún más altos. Esto permitió mejoras extensas de procesos y ganancias de eficiencia.

Una colección de tecnologías emergentes está ahora impulsando la cuarta revolución industrial conocida como Industria 4.0. Consiste en un conjunto de tecnologías como el internet industrial, inteligencia artificial, aprendizaje automático, manufactura aditiva, edge computing, robótica, realidad aumentada y otras tecnologías inteligentes.

¿Qué es la Industria 4.0? La Industria 4.0, también conocida como la Cuarta Revolución Industrial o 4IR, es un término que abarca la forma en que las computadoras, los datos y la automatización están evolucionando y convergiendo para cambiar la manera en que ocurre el trabajo, y en particular, la manufactura. Lea la Guía Completa.

Estas tecnologías permiten a las plantas de manufactura aprovechar los vastos datos creados en cada pieza de equipo para mejorar la eficiencia, habilitar servicios inteligentes para ingresos adicionales y desplegar sistemas ciber-físicos que aumentan la eficiencia operativa e impactan la estrategia de crecimiento.

Aquí hay algunas áreas clave donde la manufactura inteligente se relaciona con la Industria 4.0:

• Aumenta Significativamente la Eficiencia Operativa: Aprovechando datos, las empresas pueden crear una visualización de extremo a extremo del proceso de producción. Datos en tiempo real y analítica avanzada significan que tendencias previamente no notadas ahora pueden detectarse. Estos datos pueden luego contextualizarse y entregarse a usuarios —desde HMIs interactivas en el punto de operación hasta gerentes o técnicos para una toma de decisiones más rápida y precisa. Estos sistemas conectados luego se vinculan a sistemas ERP, software de calidad, software financiero y otras áreas funcionales. Esto crea un entorno inteligente eficiente y productivo.
• Reduce el Tiempo de Inactividad de Máquinas: El tiempo de inactividad es uno de los desperdicios más significativos de recursos. Con tecnologías de Industria 4.0, las empresas pueden detectar problemas antes de que ocurran. La analítica de datos proporciona estado de máquina hasta el nivel de husillo, permitiendo a operadores hacer cambios rápidamente. Para paradas no planificadas, alertas y alarmas se envían a técnicos que pueden entonces preparar equipos y partes para la reparación durante el próximo cambio. Este procesamiento de big data significa que las empresas pueden desarrollar programas de mantenimiento prescriptivo y predictivo basados en condiciones reales mientras monitorean y despliegan una estrategia a largo plazo para reducir tiempo de inactividad en todos los equipos.
• Impulsa la Seguridad del Trabajador: Las tecnologías de Industria 4.0 pueden ayudar a crear el entorno más seguro jamás conocido en manufactura. Robótica vinculada a una plataforma de monitoreo IIoT de fábrica puede realizar tareas peligrosas previamente hechas por humanos. Alarmas y alertas también permiten a operadores detectar condiciones de falla y detener equipos de forma segura —protegiendo tanto a operadores como a equipos de daño. De hecho, el 41% de fabricantes usando tecnologías de Industria 4.0 reportan un aumento significativo en la seguridad del trabajador. Sistemas de monitoreo de fábrica completos para calor, humedad, detección de gases/humos y otras condiciones ambientales pueden incluso programarse para trabajar en conjunto con maquinaria para crear un ecosistema de fábrica inteligente con estándares de seguridad excepcionales.
• Toma el Control de la Gestión y Optimización de Inventario: Ya sean materias primas, WIP o productos terminados, el inventario siempre está en la mente del gerente de manufactura. Una fábrica inteligente puede usar tecnologías de Industria 4.0 para escaneo preciso al recibir, ubicar y recoger. Sensores y dispositivos como RF también permiten rastreo de WIP para que los pasos de valor agregado sean precisos en tiempo real. Las plataformas IIoT de Industria 4.0 permiten análisis de datos profundo para análisis ABC robusto que ayuda a priorizar bienes de alto margen durante picos de demanda o interrupciones en la cadena de suministro. Al integrar datos en tiempo real con ERP y otro software financiero, los costos de inventario pueden automatizarse.
• Mejora Significativamente la Gestión de la Cadena de Suministro: La gestión de la cadena de suministro es vital para la manufactura. El uso de sensores, edge computing e internet industrial en manufactura inteligente permite que muchas tecnologías de Industria 4.0 mejoren el rendimiento de la cadena de suministro. El análisis de datos avanzado significa que las empresas pueden establecer MOQs confiables. También les permite determinar la necesidad de stocks de seguridad y optimizarlos en consecuencia. La planificación de demanda puede modelarse para proporcionar pronósticos precisos, y los sistemas tienen la fuerza analítica para permitir una robusta planificación de contingencia "qué pasaría si" para mantenerse adelante de interrupciones.

El Potencial de la Manufactura Inteligente

El potencial de la manufactura inteligente es vasto. Fábricas inteligentes con dispositivos conectados pueden entregar datos en tiempo real y vincularse a motores analíticos usando computación en la nube. Esta conexión hace que una fábrica inteligente sea más receptiva y flexible.

Los datos dirigen las actividades de la operación y le dicen al fabricante qué hacer. Esto impacta a toda la empresa, no solo al departamento de producción. Los sistemas de calidad pueden usar Inteligencia Artificial (IA) para inspección visual en línea y mediciones precisas de peso y medidas por unidad. Al igual que los datos de sistemas de producción, los datos de calidad están disponibles inmediatamente para una mejor toma de decisiones.

Esta misma colección de sensores dará visualización en tiempo real del estado de la máquina. Los operadores pueden responder más rápido en producción, reducir tiempo de inactividad, despejar atascos y reportar problemas a técnicos. Cuando se combinan con algoritmos de IA y ML, estos sensores y dispositivos pueden permitir programas de mantenimiento predictivo que sacan el mantenimiento de máquinas del estado pasivo y reactivo a una función proactiva de valor agregado. Esto ayuda a los fabricantes a controlar costos, reducir tiempo de inactividad y alargar la vida útil de los equipos.

La manufactura inteligente también puede generar nuevos productos y servicios de valor agregado. La capacidad de monitorear un producto hasta el final de su vida útil es un cambio de juego que abre a las empresas a un nivel sin precedentes de servicio en campo y les ayuda a diseñar mejores productos en el futuro.

Este potencial ya se está demostrando a través de resultados. Para empresas que utilizan tecnología de Industria 4.0 para desarrollar manufactura inteligente, el 88% reporta mayor productividad, el 74% reporta mayor rentabilidad, el 43% reporta aumento en satisfacción del cliente y el 42% reporta aumento en tiempo de actividad de máquinas. Estos beneficios no pueden ser exagerados.

MachineMetrics desbloquea datos de producción precisos en tiempo real para visibilidad instantánea en operaciones, habilitando manufactura inteligente desde la planta hasta la gerencia.

Desafíos de la Manufactura Inteligente

Como todas las revoluciones, el progreso hacia la digitalización total tomará tiempo. En el camino, se deben superar varios obstáculos. Estos pueden incluir:

• Seguridad: Solo internet ve decenas de miles de brechas de seguridad cada día, y el internet industrial no es diferente. El miedo sobre la seguridad del sistema ha estado por mucho tiempo en la mente de los gerentes de manufactura, pero los sistemas de computación en la nube de hoy son más seguros que nunca. Aunque la percepción de seguridad laxa está ahí, la realidad es que las brechas son mucho más propensas a venir de estaciones de usuario dentro de una empresa que a través de un hack a la nube. Aprenda más sobre seguridad para IIoT.
• Falta de Uniformidad: Aunque la tecnología de manufactura inteligente aumenta constantemente, la industria aún está muy fragmentada. Los sistemas DIY abundan y las empresas a menudo deben hacer coincidir dispositivos de un proveedor con software de otro. También hay diferentes métodos de conectividad, desde cableado a inalámbrico a celular. Las empresas a menudo carecen de los conjuntos de habilidades internos necesarios para conectar, sincronizar y desplegar un sistema de otros proveedores. MachineMetrics elimina este problema con una suite llave en mano de dispositivos que pueden conectarse a través de numerosos métodos para asegurar que los datos no solo se recopilen sino que también se transformen y estandaricen para generar valor.
• Interoperabilidad: Muchos sistemas de software de proveedores no son totalmente interoperables con software empresarial heredado, lo que lleva a la renuencia a desplegar. Alternativamente, los proveedores pueden usar la fortaleza IP del software IoT para obligar a fabricantes a comprar software adicional que no quieren o necesitan. En contraste, la plataforma MachineMetrics se integra a través de API con software empresarial existente para mejorar sus capacidades, no hacerlo obsoleto.
• Pérdida de Empleos en Manufactura e IT: Con un alto nivel de máquinas autónomas o semi-autónomas, muchos trabajadores pueden temer perder sus trabajos de manufactura. Este miedo también es cierto para profesionales de TI que temen ser abrumados desplegando un sistema radical nuevo solo para ser despedidos y reemplazados por un robot.

Aplicación de IIoT con MachineMetrics

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) ofrece una enorme oportunidad para lograr manufactura inteligente impulsada por tecnologías de Industria 4.0. MachineMetrics ofrece funcionalidad out-of-the-box para hacer esto realidad. Nuestra plataforma también permite analítica avanzada, aprendizaje automático y la conexión de dispositivos a través de una fábrica (incluyendo equipos OEM nuevos y equipos analógicos de manufactura heredados).

MachineMetrics entiende que la manufactura inteligente no necesita ser prohibitiva en costos ni ad hoc. Al utilizar la plataforma best-in-class, las empresas pueden realizar los beneficios de la manufactura inteligente y capturar ahorros de costos sin precedentes, mayor productividad, mejor calidad, procesos mejorados y una ventaja competitiva en su entorno de manufactura inteligente.

Los Datos Precisos Impulsan la Manufactura Inteligente

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