¿Qué es la fabricación inteligente? Uso de la tecnología para impulsar la innovación

Actualizado el 13 de abril de 2022

¿Cuándo es arriesgado esperar? Cuando todos los demás están avanzando. Utilizar tecnología de fabricación inteligente más temprano que tarde es la elección inteligente. Industry Week informó que la mayoría de las empresas de fabricación han estado trabajando en al menos un proyecto de fabricación inteligente desde finales del año pasado y que "pasar a la fabricación inteligente puede ayudarlo a llegar y atender a los clientes mejor y de manera más rentable". También dijeron que muchas empresas están experimentando agregando sensores a sus equipos existentes. ¿Por qué no intentarlo?

¿Qué se entiende por fabricación inteligente?

La fabricación inteligente es el concepto de utilizar datos en tiempo real para ofrecer información útil que impulse la mejora y optimización de procesos, una mayor utilización de equipos y respuestas altamente flexibles dentro de los sistemas de fabricación inteligente.

Este uso de datos conduce a plantas de fabricación inteligentes donde el equipo de producción se integra con la recopilación de datos, plataformas de análisis y otras tecnologías nuevas. La fabricación inteligente utiliza una variedad de tecnologías para que esto suceda. Estas tecnologías y herramientas incluyen controles informáticos, modelado de datos, robótica y computación perimetral.

El concepto de fabricación inteligente existe desde hace muchos años, pero ahora la tecnología lo está haciendo realidad. Tiene sus raíces en la creciente adopción de la digitalización en el proceso de fabricación. A medida que los sistemas de producción en masa crecen para satisfacer las necesidades de los consumidores de suministro en una economía global en crecimiento, los datos creados por la fusión de sistemas ciberfísicos se utilizan cada vez más para mejorar las operaciones generales.

El equipo de fabricación está conectado por sensores o dispositivos para monitorear y recopilar datos durante el proceso de fabricación. Estos datos pueden transmitirse directamente a la nube, o pueden emplear computación perimetral o de niebla para procesarlos antes de enviarlos a la nube. Los datos recibidos por la nube utilizan una gran cantidad de tecnologías emergentes, como la inteligencia artificial (IA), el análisis de datos avanzado, algoritmos robustos de aprendizaje automático y plataformas de monitoreo de máquinas. A continuación, transforma los datos en información práctica que se puede utilizar para tomar decisiones más precisas.

Los beneficios de la fabricación inteligente se extienden a toda la empresa. Los conocimientos se utilizan para abordar problemas dentro de la cadena de suministro y desarrollar programas de mantenimiento predictivo. La fabricación inteligente puede incluso proporcionar análisis de datos valiosos para mejorar el valor del software de planificación de recursos empresariales (ERP).

La llegada de la tecnología inteligente a la industria manufacturera está cambiando la forma en que las empresas hacen negocios. Con la fabricación inteligente, todo un negocio de fabricación puede transformarse en una empresa basada en datos más eficiente que obtiene importantes beneficios y revoluciona los procesos comerciales.

Cómo se relaciona la fabricación inteligente con la Industria 4.0

Analicemos el desarrollo de equipos industriales y revisemos cada revolución sucesiva que marcó el comienzo de enormes ganancias en productividad.

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

La segunda revolución industrial vio más innovaciones, como la fabricación de acero mejorada y la electrificación de las fábricas. Un ser humano ahora podría operar una máquina para producir un volumen mucho mayor de bienes en comparación con la era de los productos hechos a mano.

La tercera revolución industrial vio a la computadora introducir la automatización y llevar los procesos de fabricación a niveles de productividad aún más altos. Esto permitió una amplia mejora de procesos y ganancias de eficiencia.

Una colección de tecnologías emergentes ahora está impulsando la cuarta revolución industrial conocida como Industria 4.0. Consiste en un conjunto de tecnologías como Internet industrial, inteligencia artificial, aprendizaje automático, fabricación aditiva, computación de punta, robótica, realidad aumentada y otras tecnologías inteligentes.

¿Qué es la Industria 4.0? Industria 4.0, también conocida como la Cuarta Revolución Industrial, o 4IR, es un término que abarca todo para referirse a la forma en que las computadoras, los datos y la automatización evolucionan y se unen para cambiar la forma en que se realiza el trabajo y, en particular, la fabricación. Lea la guía completa.

Estas tecnologías permiten que las plantas de fabricación aprovechen la gran cantidad de datos creados en cada equipo para mejorar la eficiencia, habilitar servicios inteligentes para obtener ingresos adicionales e implementar sistemas ciberfísicos que aumentan la eficiencia operativa y afectan la estrategia de crecimiento.

Estas son algunas áreas clave en las que la fabricación inteligente se relaciona con la Industria 4.0:

• Aumenta significativamente la eficiencia operativa:al aprovechar los datos, las empresas pueden crear una visualización integral del proceso de producción. Los datos en tiempo real y el análisis de datos avanzado significan que ahora se pueden detectar tendencias que antes pasaban desapercibidas. Luego, estos datos se pueden contextualizar y entregar a los usuarios, desde HMI interactivos 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 la máquina:el tiempo de inactividad es uno de los desperdicios de recursos más significativos. Con las tecnologías de Industria 4.0, las empresas pueden detectar problemas antes de que sucedan. El análisis de datos proporciona el estado de la máquina hasta el nivel del husillo, lo que permite a los operadores realizar cambios rápidamente. En el caso de paradas no planificadas, se envían alertas y alarmas a los técnicos, que luego pueden organizar el equipo y las piezas para la reparación durante el próximo cambio. Este procesamiento de big data significa que las empresas pueden desarrollar programas de mantenimiento prescriptivos y predictivos basados ​​en condiciones reales mientras monitorean e implementan una estrategia a largo plazo para reducir el tiempo de inactividad en todos los equipos.
• Impulsa la seguridad de los trabajadores:las tecnologías de la Industria 4.0 pueden ayudar a crear el entorno más seguro jamás conocido en la fabricación. La robótica vinculada a una plataforma de monitoreo IIoT de fábrica puede realizar tareas peligrosas que antes realizaban los humanos. Las alarmas y alertas también permiten a los operadores detectar condiciones de falla y detener el equipo de manera segura, protegiendo tanto a los operadores como al equipo de cualquier daño. De hecho, el 41 % de los fabricantes que utilizan tecnologías Industry 4.0 informan un aumento significativo en la seguridad de los trabajadores. Los sistemas completos de monitoreo de fábrica para el calor, la humedad, la detección de gases/humos y otras condiciones ambientales pueden incluso programarse para trabajar en conjunto con la maquinaria para crear un ecosistema de fábrica inteligente con estándares de seguridad excepcionales.
• Se hace cargo de la gestión y optimización del inventario:Ya sea que se trate de materias primas, WIP o productos terminados, el inventario siempre está en la mente del gerente de fabricación. Una fábrica inteligente puede utilizar las tecnologías de la Industria 4.0 para un escaneo preciso al momento de la recepción, ubicación y recolección. Los sensores y dispositivos como RF también permiten el seguimiento de WIP para que los pasos de valor agregado sean precisos en tiempo real. Las plataformas IIoT de Industry 4.0 permiten un análisis de datos profundo para un análisis ABC sólido que ayuda a priorizar bienes de alta rentabilidad 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 se pueden automatizar.
• Mejora significativamente la gestión de la cadena de suministro:la gestión de la cadena de suministro es vital para la fabricación. El uso de sensores, computación perimetral e Internet industrial por parte de la fabricación inteligente permite que muchas tecnologías de la Industria 4.0 mejoren el rendimiento de la cadena de suministro. El análisis de datos avanzado significa que las empresas pueden establecer MOQ confiables. También les permite determinar la necesidad de existencias de reserva y optimizar las reservas en consecuencia. La planificación de la demanda se puede modelar para proporcionar pronósticos precisos, y los sistemas tienen la fuerza analítica para permitir una sólida planificación de contingencias hipotéticas para adelantarse a la interrupción.

El potencial de la fabricación inteligente

El potencial de la fabricación inteligente es enorme. Las fábricas inteligentes con dispositivos adjuntos pueden entregar datos en tiempo real y vincularse a motores de análisis utilizando computación basada 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 afecta a toda la empresa, no solo al departamento de producción. Los sistemas de calidad pueden utilizar la inteligencia artificial (IA) para la inspección visual en línea y el peso y las medidas precisos por unidad. Al igual que los datos de los sistemas de producción, los datos de calidad están disponibles de inmediato para una mejor toma de decisiones.

Esta misma colección de sensores brindará una visualización en tiempo real del estado de la máquina. Los operadores pueden responder más rápido en producción, reducir el tiempo de inactividad, eliminar atascos e informar problemas a los 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 la máquina del estado pasivo y reactivo a una función proactiva de valor agregado. Esto ayuda a los fabricantes a controlar los costos, reducir el tiempo de inactividad y prolongar la vida útil del equipo.

La fabricación 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 un nivel de servicio de campo sin precedentes y las ayuda a diseñar mejores productos en el futuro.

Este potencial ya se está demostrando a través de los resultados. Para las empresas que utilizan la tecnología Industry 4.0 para desarrollar la fabricación inteligente, el 88 % informa una mayor productividad, el 74 % informa una mayor rentabilidad, el 43 % informa un aumento en la satisfacción del cliente y el 42 % informa un aumento en el tiempo de actividad de la máquina. Estos beneficios no se pueden exagerar.

MachineMetrics desbloquea datos de producción precisos en tiempo real para una visibilidad instantánea de las operaciones, lo que permite la fabricación inteligente desde el taller hasta el último piso.

Desafíos de la fabricación inteligente

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

• Seguridad:solo en Internet se ven decenas de miles de infracciones de seguridad todos los días, y el Internet industrial no es diferente. El temor por la seguridad del sistema ha estado presente durante mucho tiempo en la mente de los gerentes de fabricación, pero los sistemas de computación en la nube de hoy en día son más seguros que nunca. Si bien existe la percepción de una seguridad laxa, la realidad es que es mucho más probable que las infracciones provengan de las estaciones de los usuarios dentro de una empresa que a través de un ataque a la nube. Más información sobre seguridad para IIoT.
• Falta de uniformidad:si bien la tecnología de fabricación inteligente aumenta constantemente, la industria aún está muy fragmentada. Abundan los sistemas de bricolaje y, a menudo, se requiere que las empresas combinen los dispositivos de un proveedor con el software de otro. También existen diferentes métodos de conectividad, desde cableado hasta inalámbrico y celular. Las empresas a menudo carecen de las habilidades internas necesarias para conectar, sincronizar e implementar un sistema de otros proveedores. MachineMetrics elimina este problema con un conjunto de dispositivos listos para usar que pueden conectarse a través de numerosos métodos para garantizar 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 completamente interoperables con el software empresarial heredado, lo que genera renuencia a la implementación. Alternativamente, los proveedores pueden usar la fortaleza de IP del software IoT para obligar a los fabricantes a comprar software adicional que no quieren o no necesitan. Por el contrario, la plataforma MachineMetrics se integra a través de la API con el software empresarial existente para mejorar sus capacidades, no dejarlo obsoleto.
• Pérdida de empleo en fabricación y TI:con un alto nivel de máquinas autónomas o semiautónomas, muchos trabajadores pueden temer perder sus empleos de fabricación. Este temor también es cierto para los profesionales de TI que temen verse abrumados con la implementación de un nuevo sistema radical solo para ser abandonados y reemplazados por un robot.

La aplicación de IIoT con MachineMetrics

El Internet industrial de las cosas (IIoT) ofrece una enorme oportunidad para lograr una fabricación inteligente impulsada por las tecnologías de la Industria 4.0. MachineMetrics ofrece una funcionalidad lista para usar para que esto sea una realidad. Nuestra plataforma también permite análisis avanzados, aprendizaje automático y la conexión de dispositivos en una fábrica (incluidos equipos de fabricación analógicos heredados y OEM nuevos).

MachineMetrics entiende que la fabricación inteligente no tiene por qué ser prohibitiva o ad hoc. Al utilizar la mejor plataforma de su clase, las empresas pueden obtener los beneficios de la fabricación inteligente y capturar ahorros de costos sin precedentes, mayor productividad, mejor calidad, procesos mejorados y una ventaja competitiva en su entorno de fabricación inteligente.

Los datos precisos impulsan la fabricación inteligente

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