10 Ventajas clave de adoptar sistemas de automatización industrial

La automatización es un concepto clave para la industria 4.0 y un valor en alza entre las empresas industriales. Según una publicación de Fortune Business Insights, el mercado mundial de automatización industrial alcanzó 157.040 millones de dólares en 2018 y se espera que llegue a 296.700 millones en 2026, casi el doble que hace un año.

El interés de las organizaciones en tecnologías que facilitan la automatización como IoT, Inteligencia Artificial (IA) o Blockchain se debe a los beneficios que aportan. Representa ventajas sobresalientes en muchos aspectos, pero sobre todo en ahorro de tiempo y costes.

Para aprovechar estos beneficios, las empresas hoy necesitan llevar a cabo procesos de automatización industrial mediante sistemas de automatización industrial.

Qué es un sistema de automatización industrial

Los sistemas de automatización industrial son sistemas utilizados para controlar y monitorizar un proceso, máquina o dispositivo de forma informatizada que suele cumplir funciones o tareas repetitivas. Están destinados a operar automáticamente para reducir y mejorar el trabajo humano en la industria.

Estos sistemas sustituyen las tareas repetitivas y mecánicas realizadas principalmente por una persona y las decisiones que esta toma en el proceso de fabricación. Esto se hace mediante el uso de comandos de programación lógicos y maquinaria potente.

Los sistemas de automatización industrial aportan diversos beneficios a las organizaciones.

Beneficios de un sistema de automatización industrial

Según diferentes empresas como Sure Controls y Big Sky Engineering y la Enciclopedia Britannica (en su artículo Ventajas y desventajas de la automatización), las organizaciones implementan un sistema de estas características por las siguientes ventajas que proporcionan:

1. Productividad. Estos sistemas hacen posible la automatización para fábricas y procesos industriales, permitiendo una producción en masa continua 24/7. 24 horas al día, siete días a la semana, lo que mejora la productividad y reduce los tiempos de montaje.

2. Calidad. Mediante control adaptativo y monitorización en diferentes etapas y procesos industriales, estos sistemas son útiles para eliminar el error humano y así mejorar la calidad y homogeneidad de los productos ofrecidos. El rendimiento no se reduce tras varias horas de trabajo continuo.

3. Mayor consistencia. Máquinas y ordenadores trabajan a un ritmo constante y continuo. Por tanto, los procesos de producción automatizados tienen una mayor duración, estabilidad y solidez cuando se gestionan con un sistema de automatización.

4. Flexibilidad. Implementar una nueva tarea en una cadena de producción tradicional implica horas o días de formación del usuario. Por el contrario, con un sistema automatizado, reprogramar un robot o máquina es un proceso simple y rápido que proporciona mayor flexibilidad en el proceso de producción.

5. Información más precisa. La automatización de la recopilación de datos mejora la precisión y reduce costes. Esta mayor precisión permite a los directivos de la empresa tomar mejores decisiones.

6. Seguridad. Es más seguro usar robots en líneas de producción con condiciones de trabajo peligrosas para humanos. En Estados Unidos, la Ley de Seguridad y Salud Ocupacional se aprobó en 1970 con el objetivo de mejorar la seguridad laboral y proteger a los empleados. Desde su aprobación, ha promovido la automatización y robótica en las fábricas del país y el uso de sistemas de automatización.

7. Reducción de costes. Aunque la inversión inicial en sistemas de automatización industrial pueda ser elevada, implementar esta tecnología se traducirá en una reducción de costes de análisis de datos. Además, gracias a este análisis automatizado de datos, el riesgo de fallo de máquina e interrupciones de servicio se reduce al mínimo.

8. Mejora de condiciones laborales. Los trabajadores en una fábrica donde se ha implementado un sistema de automatización industrial trabajan menos horas y dedican su tiempo a tareas de alto valor añadido.

9. Aumento del valor añadido. Los sistemas de automatización liberan a los empleados de tener que realizar funciones tediosas y rutinarias. Cuando la acción de máquinas y ordenadores libera a los empleados de realizar estas funciones, pueden llevar a cabo tareas de mayor valor añadido en otras áreas de la empresa que aportan mayor beneficio.

10. Mejora de la capacidad humana. Los sistemas que las empresas implementan para automatizar sus servicios no solo realizan las tareas que haría un ser humano, sino que son capaces de realizar funciones que superan las capacidades de una persona real. Son mejores en tamaño, peso, velocidad y resistencia, entre otras características.

Tipos de sistemas de automatización industrial

Las empresas que eligen iniciar un proceso de automatización industrial tienen diferentes tipos de automatización disponibles según los diferentes grados de adopción, la gama de productos y el volumen de producción.

Automatización rígida o automatización fija

Se refiere a un proceso de automatización en el que el robot o máquina ha sido diseñado para realizar una tarea específica, altamente repetitiva y para un volumen de producción muy alto.

Estos procesos son fijos y no pueden sufrir cambios, pero son muy rápidos, precisos, seguros y con altas tasas de producción.

Los beneficios que este tipo de automatización aporta a la industria son ideales para procesos con alta carga de volumen y baja variabilidad de trabajo.

Este tipo de automatización es la más económica.

Automatización flexible (soft automation)

Está relacionada con aquellos equipos diseñados para adaptarse a una amplia variedad de configuraciones de producto.

El proceso es controlado por un ordenador que puede programarse para ajustar su funcionamiento a diferentes productos.

Es muy útil cuando una industria fabrica diferentes artículos que requieren configuraciones diferentes y variadas.

Este tipo de automatización tiene un coste mayor que la automatización rígida y opera a menor velocidad.

Es particularmente adecuada para instalaciones dedicadas a la fabricación de una gama limitada de productos similares que se ejecutan en lotes.

Este tipo de automatización puede dividirse en dos: Automatización Programable o Automatización Flexible.

Automatización Programable

Los procesos industriales automatizados que caen en esta categoría están controlados por un programa que consiste en un conjunto de instrucciones codificadas para que el sistema las interprete.

Se puede usar nuevo software en estos procesos para producir nuevos productos, ya que el sistema es completamente flexible. Existe la posibilidad de reconfigurar y ajustar el equipo tanto a nivel de software como de hardware.

Se recomienda usar este tipo de automatización en industrias con baja producción, ya que el proceso de reprogramar la máquina para adaptarla a nuevos productos es complejo y requiere un tiempo específico. Por ello, los procesos se realizan en lotes.

Automatización Flexible

La Automatización Flexible permite configurar una máquina para adaptarse a un nuevo producto en poco tiempo. De este modo, prácticamente no se pierde tiempo en cambiar la configuración de un artículo a otro.

Como con este tipo de automatización no se pierde tiempo en reprogramar el sistema ni alterar la configuración física de las máquinas, no es necesario realizar los productos en lotes separados. Se recomienda usar este tipo de automatización en producciones medias.

Gracias a la implementación de Automatización Flexible, la producción es continua y puede adaptarse a los diferentes tipos de productos a los que se enfrenta una planta industrial.

Sistemas de Automatización Industrial

La automatización elimina la necesidad de trabajo manual en una fábrica, pero aún requiere operadores para monitorizar máquinas y realizar mantenimiento. En cambio, un sistema de automatización industrial ya no requiere intervención humana en el proceso.

En este sentido, cuando una empresa implementa tal sistema, permite que todo el proceso de producción se lleve a cabo de principio a fin, sin asistencia humana.

Se pueden usar diferentes sistemas de automatización basados en diferentes funciones a desarrollar:

• Redes Neuronales Artificiales. Es un modelo matemático o computacional que emula conexiones neuronales y, como en estas redes biológicas, la estructura de la red se adapta a cambios dependiendo de la información. Se usan para clasificar relaciones e identificar patrones en conjuntos de datos. Algunas aplicaciones son filtros de spam de email, sistemas de control, reconocimiento de patrones en sistemas (radar), texto hablado o escrito y sistemas de trading financiero automatizado.
• Sistema de Control Distribuido. En estos sistemas, los controles no están centralizados y se expanden por el sistema. Estos controles se expanden según la parte del sistema a monitorizar. Se usan en sistemas de control de semáforos, refinerías de petróleo y centrales eléctricas.
• Interfaz Hombre-Máquina. Estos sistemas dependen de la intervención humana para funcionar. Ordenadores y cajeros automáticos son un ejemplo de sistemas de interfaz hombre-máquina.
• Sistema SCADA (Supervisory Control & Data Acquisition). Este sistema puede componerse de otros sistemas como una interfaz hombre-máquina conectada a unidades terminales remotas, que trabajan para traducir señales de sensores en datos comprensibles. Es un sistema que controla completamente el sitio de fabricación e incluso diferentes plantas de producción. Son muy similares a los sistemas de control distribuido. La principal diferencia es que en los sistemas SCADA el control no se hace en tiempo real. Sin embargo, la línea que los diferencia es muy difusa y a menudo se usan en aplicaciones similares.
• Controlador Lógico Programable (PLC). Son sistemas que trabajan en tiempo real y controlan máquinas en una línea de producción industrial. Los PLCs son pequeños ordenadores programables que controlan y automatizan procesos en tiempo real. Están diseñados para controlar múltiples señales de entrada y salida. Estos sistemas tienen diferentes aplicaciones y por tanto diferentes usos ya que controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, etc.

Los sistemas de automatización industrial son muy diversos y responden a diferentes necesidades. Con la ayuda de Nexus Integra, podrá gestionar, operar y explotar los datos generados por productos, máquinas, plantas de producción y sistemas corporativos, gracias a los diferentes sistemas de automatización industrial, como el SCADA mencionado, pero en el caso de Nexus Integra estos se gestionan en tiempo real, lo que le permite generar valor y aprovechar la gran cantidad de datos que generan las empresas en el momento.