Mejorando la Fabricación Inteligente mediante Optimización de Procesos

Prefacio

La industria a menudo dice que si queremos realizar la Industria 4.0, aún tenemos mucho que aprender. Entre el conocimiento a aprender, el proceso es lo más básico y lo primero en entender.

En todo el negocio del proceso productivo de la fábrica, el trabajo de proceso está en posición básica y líder. Si el equipo es el músculo de la fábrica, y los sensores y redes son los nervios, entonces el proceso es el alma. Por tanto, es imperativo mejorar el proceso.

1. La mejora del trabajo de proceso debe empezar con la optimización lean de procesos existentes, implementar estandarización, promover proceso lean, e investigar robustez del proceso.

Ya sean métodos de producción tradicionales o fábricas inteligentes bajo entorno Industria 4.0, se requieren procesos de fabricación lean y estables. Esta es también la forma fundamental de resolver nuestros actuales problemas de eficiencia y calidad.

La llamada "inteligencia" de la fábrica inteligente se forma por personal técnico que refina una serie de factores de juicio y lógica de pensamiento según procesos de negocio específicos, lo cual no es comparable a la inteligencia humana. Por tanto, sus requisitos para procesos de fabricación son mucho más altos que los métodos tradicionales. Bajo condiciones actuales, procesos imperfectos solo llevan a baja eficiencia y calidad inestable. Sin embargo, en entorno Industria 4.0, ocurrirán errores impredecibles en procedimientos inestables, causando que la fábrica inteligente cese operaciones y cause grandes pérdidas.

2. Para hacer el proceso lean y estable, ya no podemos usar el método de verificación que depende de la producción real.

En su lugar, debemos introducir un concepto importante de Industria 4.0: Gemelo Digital, que integra el entorno y estado real en el espacio digital virtual. Simularlo para crear una fábrica digital virtual exactamente igual a la real. El entorno virtual se usa para verificar, retroalimentar y mejorar el proceso, flujo y planificación. Ya sean detalles del proceso de mecanizado o la operación de planificación macro, se pueden hacer pruebas de verificación en la fábrica digital virtual, lo que mejorará enormemente la madurez del trabajo y ahorrará mucho tiempo y recursos.

Ya hemos empezado a usar simulación en tecnología como fundición, soldadura, chapa, mecanizado, etc., pero el alcance actual es pequeño y la estandarización insuficiente. Después, deberíamos formular un plan detallado, establecer entorno de simulación, y expandir la simulación. En el campo, la simulación es realmente efectiva, y la simulación en tiempo real de todo el entorno se realiza gradualmente.

3. Cambiar el pensamiento tecnológico.

Todos los cambios se originan en el cambio de pensamiento. El trabajo principal de artesanos tradicionales es compilar reglamentos de proceso de un solo proceso. En el futuro, el trabajo principal de técnicos de proceso será refinar la lógica del pensamiento de proceso, y constantemente complementar, mejorar y optimizar la enorme base de datos de proceso, manteniendo datos de conocimiento de proceso, y el trabajo real de diseño de proceso puede ser completado por computadora.

Los procedimientos de proceso ya no serán en forma de proceso único, sino un flujo de proceso discreto de múltiples procesos. Bajo condición de garantizar calidad del producto, la ruta de proceso se hace lo más flexible posible para proveer lo máximo posible al sistema de toma de decisiones de la fábrica inteligente. Elegir y arreglar la mejor ruta mediante análisis general de varios factores influyentes.

Las ideas tradicionales de artesanía obsoletas también deben eliminarse. Las más típicas son los hábitos de marcado de alineación de sujeción y tolerancia en cuerpo.

En el proceso de producción actual, la sujeción y alineación en la máquina-herramienta desperdicia mucho tiempo de trabajo, afectando seriamente la eficiencia. Debido a la mejora continua de precisión de mecanizado y aumento de funciones de la máquina, el problema de sujeción y alineación puede realizarse mediante dispositivo de posicionamiento de precisión y función de auto-alineación de la máquina.

El hábito de marcar tolerancia en cuerpo es porque en el pasado se usaban máquinas ordinarias, para reducir probabilidad de procesamiento fuera de tolerancia artificial y mejorar tasa de calificación. Esto hace que el tamaño real de procesamiento se desvíe de la distribución normal, no favoreciendo la estabilidad de calidad de productos en lote.

Actualmente, los equipos de mecanizado CNC se han generalizado, y la precisión ha mejorado mucho. Ya no es necesario usar marcado de tolerancia en cuerpo para dimensiones de proceso.

4. Investigar la aplicación de robots y dispositivos de cambio rápido.

La inteligencia que Industria 4.0 quiere lograr no es reemplazar personas. Las fábricas inteligentes no son fábricas sin personal, sino hacer que personas y máquinas trabajen juntas para lograr mayor productividad laboral.

Por esto, en fábricas inteligentes, deben esforzarse por eliminar factores de inestabilidad humana. Según la situación actual de la manufactura, no es realista ni económico lograr alta producción automatizada sin personal. La introducción de robots en eslabones apropiados es la mejor opción para mejorar estabilidad y eficiencia. El uso de robots y dispositivos de cambio rápido puede adaptarse a producción de múltiples variedades y pequeños lotes, mejorando eficiencia y estabilidad mientras se asegura flexibilidad.

5. Integrar los sistemas de información de proceso existentes para realizar una única fuente de datos y asegurar interconexión.

Realizar la operación de todos los negocios bajo una plataforma unificada es uno de los objetivos importantes de Industria 4.0. Anteriormente, invertimos muchos recursos en construcción de informatización, especialmente de proceso. En varios negocios, el nivel de informatización de proceso es relativamente alto. Sin embargo, la construcción existente carece de planificación general, cada sistema es relativamente independiente, no hay compartir de recursos de información, formando islas de información, gran obstáculo para mejorar eficiencia general. Por tanto, ahora es necesario pararnos a nivel de empresa, integrar el sistema de información de proceso en plataforma unificada, y realmente sacar el papel del sistema.

En el camino para realizar Industria 4.0, aún tenemos largo trecho, y mucho conocimiento por aprender, pero no son problemas. Mientras aprovechemos la oportunidad, formulemos planes prácticos, y avancemos paso a paso, en este proceso nos mejoraremos, para que Industria 4.0 se acerque cada vez más.

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