Introducción a la automatización de la fabricación

Decir que los efectos de la pandemia de COVID-19 han sido de gran alcance es quedarse corto. Pocas industrias no se han visto afectadas por la pandemia de COVID-19, incluido el sector manufacturero. Si bien muchos sectores ya estaban adoptando las ventajas de la Industria 4.0 antes de la pandemia, el año pasado se vio un aumento espectacular de la automatización en la fabricación.

Ante la pandemia y la escasez de mano de obra mundial, muchos fabricantes se encontraron con plantas vacías o turnos de trabajo escalonados debido a los confinamientos y los protocolos de distanciamiento social. Esto los llevó a incorporar tecnologías inteligentes, monitoreo remoto, recopilación de datos en tiempo real y automatización en sus procesos de producción como un medio para compensar los desafíos de contratación y aumentar la productividad y la eficiencia de sus equipos.

Es probable que los beneficios de la automatización en el sector de la fabricación duren incluso después de que la pandemia disminuya:los socios de fabricación inteligentes saben que aprovechar la automatización siempre que sea posible es clave para mantenerse por delante de la competencia y optimizar sus procesos comerciales. Este artículo explorará cómo puede verse la automatización en la industria manufacturera y destacará los beneficios clave de asociarse con una empresa manufacturera que conoce el poder de la automatización.

Las principales formas de automatización de la fabricación

Los tres tipos principales de automatización en la fabricación son fijos, flexibles y programables.

Automatización fija

La automatización fija, o "automatización dura", generalmente se implementa en entornos de producción con necesidades de gran volumen y equipos especializados dedicados a tareas establecidas. Por lo general, la mayoría de las soluciones de automatización fija se implementan en máquinas individuales, y la secuencia de operaciones que realizan las máquinas es preestablecida y finita.

La automatización fija es ideal para fabricar grandes cantidades de la misma pieza porque los altos volúmenes de producción involucrados no permiten económicamente los cambios de equipo y proceso. Hacer modificaciones a un sistema de automatización fijo a menudo requiere que las máquinas se apaguen y que los ingenieros cambien las herramientas a mano. Este tiempo de inactividad aumenta drásticamente los costos y el tiempo de producción. Como tal, las tiradas de producción de bajo volumen, las piezas con dimensiones o características cambiantes y aquellas con ciclos de vida más cortos tienden a adaptarse mejor a los sistemas de automatización programables que a la automatización fija.

Los ejemplos de soluciones de automatización fija incluyen máquinas de ensamblaje automatizadas, líneas de transferencia de máquinas (a menudo utilizadas en la fabricación de automóviles), sistemas de transporte de manejo de materiales, procesos de pintura o recubrimiento, y más.

Automatización programable

Los sistemas de automatización programables permiten ajustar las configuraciones y operaciones de la máquina mediante controles electrónicos. Esto permite a los equipos crear piezas en lotes al reprogramar las máquinas y las secuencias de operación. Las máquinas CNC (Computer Numerical Control) son un ejemplo común de automatización programable.

Una ventaja de la automatización programable es que el equipo está diseñado específicamente para fabricar una amplia gama de piezas con un cambio mínimo de herramientas, lo que permite que las cantidades de lotes varíen desde docenas de piezas hasta miles de piezas por lote.

Automatización flexible

Los sistemas de automatización flexibles son extensiones de la automatización programable. Estos sistemas altamente adaptables tienen cuatro componentes:máquinas de procesamiento de piezas (típicamente herramientas de mecanizado CNC), un sistema de manejo de materiales, un sistema de control de computadora central e insumos humanos. Estos sistemas vinculan varias máquinas a través de un sistema de manejo de materiales, y los operadores humanos ingresan comandos a través de un código de computadora o una interfaz hombre-máquina (HMI), lo que les permite administrar la producción y las operaciones desde un tablero de control centralizado. Una diferencia clave entre los sistemas fijos y flexibles es que este último es más adecuado para manejar varias piezas al mismo tiempo.

Dado que las entradas para los sistemas de automatización flexibles cambian trabajo por trabajo, estos sistemas a menudo están conectados en red, lo que permite el monitoreo y los controles remotos y elimina la necesidad de proximidad física entre el controlador y la máquina. Si bien los sistemas de automatización flexibles pueden ejecutar cambios de herramientas automáticamente sin necesidad de intervención manual, deberá limitar la producción de piezas a aquellas que se pueden producir con un conjunto similar de herramientas. La automatización flexible es adecuada para la producción de volumen bajo a medio, trabajos con una gran variedad de productos y circunstancias en las que se esperan cambios en la demanda.

Los sistemas de automatización flexibles se usan comúnmente en el procesamiento químico y la producción de metales comunes como hierro, acero, aluminio y otros.

Ventajas de la automatización en la fabricación

La automatización ofrece a los fabricantes una amplia gama de beneficios que también llegan a sus clientes y socios.

La robótica y la automatización pueden proporcionar una eficiencia y uniformidad mucho mayores entre las piezas y entre los trabajos. Las soluciones automatizadas también ayudan a reducir los costos de mano de obra al minimizar la necesidad de operaciones manuales y, al mismo tiempo, aumentar la productividad de la fuerza laboral, una combinación que funciona a favor del cliente al reducir los costos de las piezas y acortar los programas de producción.

No solo eso, los procesos más eficientes y los plazos más cortos les dan a los equipos de productos más tiempo para participar en el diseño y la producción del producto, lo que da como resultado piezas de mayor calidad. La automatización también puede ayudar a minimizar el desperdicio de material y eliminar el error humano del proceso de fabricación, mejorando en última instancia la seguridad de los procesos de producción.

Finalmente, algunos procesos de fabricación son en realidad imposibles de realizar manualmente. La creación rápida de prototipos y la fabricación de circuitos integrados son ejemplos de muchos procesos que se basan en requisitos geométricos y de tolerancia que no se pueden lograr a mano, lo que hace que la automatización sea esencial en estos casos.

Comience hoy con la automatización de la fabricación

Dados los importantes beneficios de incorporar sistemas de automatización en la producción, corresponde a los equipos de productos asociarse con un fabricante que tenga las herramientas y soluciones adecuadas para optimizar el diseño de piezas, las secuencias de operación de la máquina y otros procesos.

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