Fábricas inteligentes:revolucionando la fabricación para la Industria 4.0

La fabricación ha evolucionado continuamente. Muchos de los cambios de la industria fueron incrementales y, en ocasiones, reticentes.

Hoy en día, las fábricas digitales alteran la fabricación de maneras que nadie podría haber imaginado. En el centro de esta disrupción se encuentran las plataformas avanzadas de datos de máquinas que hacen del IIoT una realidad en el taller.

A continuación, analizaremos cómo funcionan las fábricas digitales, cómo están transformando la fabricación y cómo usted puede iniciar su transformación digital.

¿Qué es una Fábrica Digital?

Una fábrica digital, también llamada fábrica inteligente, utiliza tecnología para compartir automáticamente información digitalmente en toda la operación, incluidos datos de materiales, personas y máquinas. La fabricación digital se basa en un sistema integrado que consta de tecnologías de simulación, equipos conectados y herramientas de colaboración.

No existe una única tecnología que convierta una fábrica analógica en una fábrica inteligente. Sin embargo, hay muchas tecnologías y características comunes que comparten las fábricas digitales, y los fabricantes que combinan múltiples tecnologías son los que tienen más probabilidades de ser considerados "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. La tecnología que puede encontrar en una fábrica inteligente incluye:

Internet industrial de las cosas (IIoT)

Consiste en pequeños sensores y otro hardware que están conectados y se comunican entre sí. Se pueden utilizar para la gestión de activos, la reducción de energía mediante iluminación y climatización inteligentes, la recopilación de datos de máquinas y más.

Grandes datos

Cuando los dispositivos IIoT recopilan datos, deben ir a alguna parte. Big data simplemente se refiere a estos almacenes masivos de información de los que los fabricantes pueden extraer, así como a formas de clasificar y administrar 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".

Análisis predictivo y aprendizaje automático

El aprendizaje automático y el análisis predictivo son fundamentales para una fábrica inteligente. Los datos se pueden combinar y utilizar para impulsar modelos de aprendizaje automático que ofrecen conocimientos para la toma de decisiones a partir de conjuntos de información demasiado complejos para que los humanos puedan obtener valor de ellos. Se pueden utilizar para pronosticar la demanda, realizar mantenimiento predictivo y prescriptivo de las máquinas, detectar aperturas y oportunidades en el mercado, y más.

Automatización

En una fábrica inteligente, las máquinas conectadas brindan a los humanos la oportunidad de salir del circuito y permitir que la automatización intervenga. En muchos casos, las máquinas son más capaces de manejar tareas con mayor rapidez y precisión que sus contrapartes humanas. La automatización industrial libera a estos humanos para centrarse en otras tareas cognitivas complejas que se adaptan mejor a las mentes humanas que a las mentes mecánicas (al menos por hoy).

Algunas fábricas digitales llevan la automatización al siguiente nivel utilizando técnicas de fabricación sin luces, eliminando por completo a los humanos del proceso de fabricación. Este tipo de fábrica inteligente significa la capacidad de poner en marcha la fábrica, apagar las luces y salir con el entendimiento de que la fábrica seguirá produciendo, incluso las 24 horas del día, sin intervención humana.

Tecnología de computación en la nube y en el borde

La tecnología en la nube brinda a las fábricas digitales la capacidad de almacenar y analizar grandes cantidades de datos utilizando equipos seguros que comparten con otros, a los que se accede a través de la web. La tecnología en la nube ofrece a los fabricantes máquinas más rápidas y potentes y mayores capacidades de almacenamiento (con mayores protecciones) que las que normalmente es posible comprar y mantener internamente.

La computación perimetral toma los datos provenientes de la fábrica inteligente y los procesa cerca, eliminando el tiempo de espera que puede llevar cargarlos en la nube, analizarlos y redistribuirlos a la fábrica. La informática perimetral permite realizar análisis en tiempo real y tomar decisiones ultrarrápidas utilizando datos, y es perfecta para mecanismos de seguridad, mantenimiento predictivo y tareas informáticas igualmente urgentes.

¿Qué más tienen en común las fábricas digitales?

• Sin papel:debido a que 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 de PLC del piso, fusionada con datos de ERP, fusionada con datos de MES y SCADA, etc. Este intercambio de información entre máquinas permite una toma de decisiones rápida, basada en datos y dirigida por máquinas en todos los niveles del proceso de fabricación.
• Métricas en tiempo real:para operar con el tipo de eficiencia que se espera de una fábrica digital, los fabricantes deben tener acceso a métricas en tiempo real que les permitan realizar ajustes sobre la marcha para garantizar que se sigan cumpliendo los objetivos de producción y otras iniciativas de la empresa, sin sorpresas.
• Análisis 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 números, lo que les permite detectar tendencias, oportunidades, problemas y áreas para aumentar la eficiencia.

¿Cómo funciona una fábrica digital?

Una fábrica digital utiliza tecnología avanzada para automatizar las operaciones de fabricación y todas las prácticas comerciales dentro de una empresa. Mediante la conectividad, una fábrica inteligente recopila y analiza datos en tiempo real de los activos de las máquinas.

Estos datos se utilizan con una plataforma avanzada de datos de máquinas basada en la nube para mejorar y automatizar los procesos, desarrollar nuevas estrategias de mantenimiento y proporcionar a los operadores y gerentes la información necesaria.

Los sistemas heredados también están vinculados en este viaje. Este proceso incluye el uso de API y otras herramientas para conectar software heredado en un intercambio de datos bidireccional en tiempo real. Los datos generados por las máquinas conectadas están disponibles para que los utilice el software.

Los dispositivos se utilizan para modernizar equipos y máquinas analógicos de modo que se incluyan datos de cualquier generación de equipos y de cualquier OEM. Esta conexión integral de activos de máquinas, software empresarial y otros sistemas críticos significa que toda la empresa y todos sus procesos operan bajo una única versión de la verdad.

Los análisis basados en IA y los algoritmos avanzados de aprendizaje automático crean una visibilidad completa sobre el proceso de producción y la cadena de suministro y brindan la oportunidad de automatizar y mejorar el rendimiento de la producción.

Cómo las fábricas digitales están revolucionando la fabricación

Las fábricas digitales posicionan el análisis avanzado en el borde, conectando activos físicos con recursos digitales. Esto permite la automatización y la mejora de procesos a una escala que es imposible utilizando la recopilación y el análisis de datos manuales.

Las fábricas digitales también están ampliando el poder de las plataformas de datos de máquinas a otro software empresarial como la gestión de la cadena de suministro. Esta extensión es especialmente útil para la gestión de la cadena de suministro, donde también se logra una visibilidad completa de los procesos de producción en toda la cadena de suministro.

Como todos pueden acceder a los mismos datos en una fábrica inteligente, todas las prácticas comerciales se centran en fabricar productos con el menor costo, la mayor calidad y el menor desperdicio. Los resultados se ven de inmediato y hay información avanzada de ventas y marketing disponible para productos nuevos y existentes.

Estas mejoras y ahorros impulsan la reexaminación de otros procesos comerciales. Por ejemplo, la tecnología IIoT aumenta significativamente la eficiencia, la productividad y la utilización de equipos, y muchas empresas pueden reevaluar su estrategia de Capex y modificar sus modelos de costos gracias a la capacidad desbloqueada.

¿Cuáles son los beneficios de una fábrica digital?

Uno de los beneficios más obvios es un importante impulso a la eficiencia. Al eliminar los procesos humanos ineficientes de toma de decisiones que son lentos, sesgados o incorrectos, una fábrica inteligente puede producir más con menos.

La fabricación digital abre oportunidades para más empleos nuevos y mejor remunerados que muchas personas encuentran más atractivos y satisfactorios. Estos trabajos mejor remunerados también atraen a nuevos talentos jóvenes al campo con nuevos conocimientos y conceptos para mejorar las instalaciones.

Una fábrica inteligente es también un caldo de cultivo para la innovación. La agilidad obtenida con el análisis en tiempo real significa que hay más espacio para experimentar, ser creativo, encontrar soluciones a nuevos problemas dentro del 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 disminuir, los tiempos de envío pueden reducirse y, al mismo tiempo, la calidad y la consistencia aumentan.

Cómo implementar una fábrica digital

Aquí hay varias formas de comenzar su transformación digital e implementar un modelo operativo de fábrica digital:

Conectar

El primer paso es conectar los activos de la máquina. Las plataformas de datos de máquinas que utilizan tecnología IIoT permiten a las empresas conectar máquinas de diferentes OEM y de diferentes generaciones del mismo OEM, incluidos equipos digitales y analógicos heredados.

Evaluar la fabricación actual

Las empresas deben evaluar minuciosamente dónde se encuentran y el ritmo al que planean lograr una fábrica digital. ¿Los cambios serán incrementales o "todo incluido"? ¿Cómo se logrará la “aceptación”?

Es necesario responder a estas preguntas y comparar el desempeño actual para comprender dónde se encuentra una empresa y cómo llegar a donde quiere llegar.

Elija el proveedor de soluciones adecuado

Muchas empresas inician un viaje digital hacia una fábrica inteligente con soluciones ad hoc. Pero esto puede causar problemas de interoperabilidad entre algunos dispositivos, plataformas y dispositivos periféricos.

Una plataforma integral de datos de máquinas impulsada por IA como MachineMetrics ofrece una oportunidad llave en mano para continuar. Incluye análisis de plataforma, dispositivos perimetrales y una sólida atención al cliente en todo el sistema.

Crear una cultura de fábrica digital

A medida que los equipos de las fábricas digitales avanzan y el impacto de los datos de las máquinas en tiempo real se vuelve evidente, la creación de una cultura digital es más manejable. En una cultura digital, la comunicación y la colaboración se basan en conocimientos basados ​​en datos. La mejora de procesos se vuelve más fácil de lograr y puede ser identificada por cualquier empleado con acceso a los datos.

Retos y Soluciones en la Implementación de Fábricas Digitales

Estos son algunos de los desafíos de implementar una fábrica digital y cómo superarlos:

Habilidades de TI

Muchas pequeñas y medianas empresas carecen de habilidades avanzadas en TI, lo que aumenta el costo de implementación. Por lo tanto, seleccione un proveedor de soluciones confiable con un historial de servicio al cliente. Proveedores como MachineMetrics ofrecen un sistema con una instalación intuitiva que puede estar listo y funcionando en minutos.

Falta de planificación

Es fácil iniciar una transformación digital hacia una fábrica inteligente sin comprender completamente lo que significa y lo que se quiere que haga. La solución es involucrarse desde el principio y profundizar en los procesos para comprender dónde se encuentra y qué proveedores de soluciones se adaptan mejor a su organización.

Los ejecutivos pueden temer el costo

Muchas soluciones son caras. Pero con la planificación y selección adecuadas, el proveedor de soluciones adecuado ofrecerá un sistema que superará con creces las expectativas de retorno de la inversión. Un programa piloto puede convertir rápidamente en creyentes a los ejecutivos escépticos.

Software de fábrica digital

MachineMetrics respalda las iniciativas de fábricas digitales en todos los niveles de implementación. Desde nuestros conectores de datos de alta velocidad que recopilan datos de la máquina directamente desde la fuente a 1 kHz (1000 veces más rápido que el 1 hZ disponible en la mayoría de los sensores industriales) hasta nuestro software de estandarización de datos que garantiza que la información que recopila funcione bien en conjunto y pueda brindarle resultados de inmediato.

Nuestras capacidades de computación en la nube y en el borde admiten análisis profundos y almacenamiento a largo plazo en la nube, así como análisis casi instantáneos en tiempo real para impulsar una rápida toma de decisiones en el borde.

Nuestros paneles personalizables ofrecen múltiples vistas de sus datos y todos pueden acceder a la información que necesitan cuando la necesitan en un formato codificado por colores fácil de entender. Para los trabajadores del taller, ofrecemos tabletas directamente en la maquinaria para que puedan superponer el contexto humano con los datos que recopilamos. Todo esto, más la seguridad de nivel industrial, hace que nuestros clientes obtengan un retorno de la inversión en tan solo cinco días.