Industria 4.0, oportunidades para empresas medianas

Industria 4.0, sistemas ciber-físicos o Internet de las Cosas: el cambio de paradigma en la economía de producción avanza vivo bajo diferentes nombres. Hacen referencia a la digitalización e interconexión de procesos y entornos de producción. La idea no es nueva en absoluto. Sin embargo, ahora están disponibles tecnologías que permiten una precisión, rapidez y flexibilidad desconocidas hasta ahora.

En grandes empresas, como en la industria automovilística, estos procesos ya procuran una eficiencia y flexibilidad enormes. Estas compañías serán también las que marquen el ritmo en el futuro para muchos ámbitos de proveedores, y acercarán la Industria 4.0 a las empresas medianas. En este sentido, se trata de desvelar los atractivos potenciales de generación de valor y de derribar el miedo al contacto. Un aspecto importante es que, aunque se habla continuamente de una ‘revolución industrial’, la Industria 4.0 es más bien una evolución industrial que requiere soluciones a medida. La metrología de producción y de sistemas de sensores es, en este sentido, un instrumento clave.

Las megatendencias globales como la eficiencia de los recursos, el dominio de nuevas tecnologías de procesos, la flexibilización y la transparencia, tienen una gran influencia sobre la industria productiva. Crecen las exigencias y deseos de los clientes de las empresas: variedad de modelos, individualización de los productos, lotes pequeños o una documentación exhaustiva, requieren respuestas para poder ser competitivos en el mercado y en planta de cara al futuro.

Las grandes empresas que han invertido en la automatización de los procesos de producción, pueden contar con un aprovechamiento optimizado de la maquinaria, producción rápida y escasos desechos. Asimismo, pueden reaccionar rápido a los cambios del mercado y producir también pequeñas series de productos de forma asequible. Esto es posible gracias a la interconexión inteligente de los sistemas, comenzando por la gestión de encargos y materiales, pasando por el manejo de las máquinas de producción y terminando con el control automatizado y de calidad.

La metrología de producción o fabricación desempeña aquí un importante papel: prepara los datos precisos que la fábrica inteligente necesita. Ya sea para el estado de las superficies o la integridad de las unidades de producción: con la detección a través de sistemas de medición inteligentes, se pueden recopilar datos y activar numerosos procesos subordinados. Por ejemplo, las muestras de mercancía en el proceso de producción se encargan de que, por ejemplo, el lento desgaste de las herramientas se pueda detectar con bastante antelación con ayuda de los instrumentos de medición. Con un 'mantenimiento predictivo', se puede controlar a tiempo y de manera automatizada. Así se ahorran materias primas, se reducen los desechos, disminuyen los costes de mantenimiento y servicio técnico, y se optimizan los plazos.

Cuando todos los flujos de información estén reticulados entre sí de forma óptima, el proceso de producción se incorpora en el sistema justo cuando entra el encargo. Este controla y optimiza toda la cadena del proceso de forma autónoma, desde el flujo de materiales y el pedido de piezas sueltas, hasta el embalado para el envío. En última instancia, es la pieza bruta la que instruye a la línea de producción sobre cómo se debe procesar. La cadena de generación de valor cambia así por completo: huye del control centralizado y reinventa la producción. Para la competencia global, esto implica asimismo que las plantas intensivas en costes salariales puedan beneficiarse especialmente de la automatización de los procesos de fabricación con las últimas tecnologías de producción. Las fábricas inteligentes consiguen productos que mantienen su competitividad global con una alta calidad, individualidad, eficiencia y rapidez, y contribuyen así a llegar a nuevos mercados.

Con las soluciones de automatización se genera nuevo margen para las tareas creativas. Foto: Faro.

Este progreso influye cada vez más en las pymes. Les brinda oportunidades para estar presentes en el mercado de forma rápida, flexible y ante un entorno volátil. Los sistemas inteligentes de medición y valoración son una clave importante. Los procesos y componentes ópticos tienen justamente un gran papel en la digitalización de los procesos de producción, pues brindan información completa, por ejemplo sobre la calidad de los productos, en poco tiempo. Con la creciente automatización, la tecnología de medición se puede integrar cada vez más en el proceso de producción. Los datos se pueden integrar enseguida en el sistema conectado, y no hay que esperar a complejas mediciones en el laboratorio metrológico. Los procesos de medición continua aumentan la transparencia en la producción, pero necesitan soluciones de software adecuadas e interfaces compatibles que permitan una comunicación fiable entre los sistemas.

Una tecnología de medición inteligente que se pueda implementar fácilmente en la estructura de TI existente puede ser una herramienta importante para llegar a la Industria 4.0. Los sistemas ópticos destacan por la rapidez y la precisión exigidas: con interfaces avanzadas, pueden medir casi como si fueran sistemas ‘plug and play’, y ofrecer datos ya editados para su procesamiento posterior. Ya sea para un diagnóstico ‘Early Fail’ o para generar un proceso de mejora más rápido y preciso mediante la realimentación continua de datos relevantes de producción en el desarrollo de productos o la fabricación de medios de ensayo o materiales para equipos. Otras posibilidades de aplicación son, por ejemplo, la producción de prototipos o la ingeniería inversa y el desarrollo de productos: los productos se pueden desarrollar conforme a la producción, o se puede capacitar a los proveedores para que produzcan según requisitos específicos.

Según se precise, con sistemas inteligentes ya se pueden desarrollar hoy medidas de control de calidad que avancen poco a poco hacia la digitalización de la producción, incluso cuando la infraestructura de TI no permita todavía una flexibilidad total. Los costes de inversión se pueden adaptar sucesivamente a los diferentes requisitos a lo largo de la cadena de generación de valor.

La automatización cambiará la estructura del lugar de trabajo en las empresas. En realidad, la cuestión sobre los efectos exactos, en relación también con el mercado de trabajo, no tiene una respuesta clara. Sin embargo, ya se perfilan algunas tendencias: a través de procesos automatizados o con ayuda de robots, se pueden ejecutar cada vez más tareas o actividades rutinarias monótonas que resultan pesadas o nocivas para las personas. Los sistemas de robots colaborativos permiten una forma revolucionaria de colaboración entre personas y máquinas. Los asistentes inteligentes procuran una alta fiabilidad y productividad, lo que refuerza a las empresas en emplazamientos intensivos en los costes salariales y asegura así los puestos de trabajo.

Otra ventaja es que, si los empleados quedan aliviados de trabajo de forma óptima gracias a las soluciones de automatización, entonces se genera, sobre todo, más margen para ámbitos de trabajo que dependen de la creatividad y del rendimiento, ya sea, por ejemplo, para el desarrollo de nuevos productos, servicios o procesos. La Industria 4.0 tampoco puede pasar sin la mano de obra humana en la supervisión de los procesos automatizados; lo que cambia es la forma. Por ejemplo, los elementos de manejo para controlar las máquinas adquieren una gran relevancia. Con interfaces fáciles de usar, permiten registrar procesos intuitivos y controlarlos de forma segura. Las últimas generaciones de elementos de manejo presentan un diseño tan flexible que tanto los operarios especializados como los expertos en medición y software pueden trabajar con la máxima precisión. Las actuales interfaces hombre-máquina se adueñan, por ejemplo, de las propiedades de las interfaces de usuario de la electrónica de entretenimiento.

Integrar estas estructuras conocidas en los ámbitos de trabajo ayuda a los empleados durante su uso y puede incrementar la motivación y la responsabilidad. Las medidas de formación continua también contribuirán en el futuro al éxito de la empresa de forma sustancial. Sin embargo, con los elementos de manejo orientados a los usuarios, se reducirán considerablemente los problemas y costes.

Las soluciones de automatización:

• Adoptan tareas peligrosas, monótonas y duras;
• Operan en ámbitos inadecuados para humanos; y
• Aumentan la productividad y protegen los emplazamientos intensivos en mano de obra.

Los robots colaborativos dan lugar a una calidad revolucionaria en la interacción entre personas y máquinas

De camino hacia la Industria 4.0, los expertos en tecnología de medición y formación de imágenes pueden prestar un buen apoyo. En cuanto a soluciones personalizadas a medida para el control de calidad y automatización, Faro, el especialista en metrología y procesos de generación de imágenes, ofrece una cartera completa y una amplia experiencia. Faro dispone de instrumentos de alta precisión para el registro con y sin contacto de objetos, ya sea mediante procesos ópticos de formación de imágenes, brazos de medición táctiles o tecnología de escaneado láser. Para ello existen diversas soluciones de software que permiten la comunicación entre todos los sistemas de medición y que ofrecen interfaces para todas las aplicaciones habituales de software. Los datos de medición se registran rápidamente (en caso necesario también con múltiples sensores) y se optimizan para su uso posterior. Así se prescinde de complejas tareas de programación y de los costes de integración de los sistemas.

Faro aprovecha esta ventajosa competencia para desarrollar soluciones personalizadas y orientadas a los requisitos de los clientes, desde componentes aislados hasta soluciones completas. El nuevo ámbito empresarial de 3D Solutions & Services está especializado en buscar soluciones de medición y automatización rentables, rápidas y configurables con el cliente que sirvan para ayudar a las empresas en su camino hacia la Industria 4.0.

“Ofrecemos una sólida plataforma de conocimientos e intercambio, tanto para las grandes empresas como para pymes”, destaca Markus Grau, director de Soluciones y Servicios 3D para Gestión de Productos. “Nuestro objetivo es aglutinar las diferentes competencias y lograr para socios y clientes las mejores soluciones personalizadas de medición y automatización que sean mucho más que vanguardistas”. El desarrollo sistemático de las soluciones de aplicación, por ejemplo de Faro, y la colaboración interdisciplinar en una red de centros de investigación y economía, dan lugar a innovaciones inteligentes y prácticas. El Faro Robo Imager muestra de forma ejemplar las posibilidades que ofrece la combinación de sistemas de medición óptica y un brazo de robot colaborativo. Más adelante se pueden integrar diferentes tareas de medición en la producción: como estación de medición móvil a lo largo de la línea de producción, el Robo Imager reduce, por ejemplo, la necesidad de complicadas mediciones en la sala de medición. Como instalación fija, contribuye al control de calidad continuo en la línea de producción y puede asistir así al proceso de automatización. Las interfaces inteligentes se encargan de que los datos registrados estén preparados y disponibles enseguida en todas las aplicaciones de software habituales.

“Las mediciones forman parte del control de calidad; para el proceso de automatización, se trata de un componente importante”, explica Markus Grau. “Solo la tecnología de medición inteligente permite un desarrollo fluido en la cadena de procesos automatizados. La clave del éxito yace en la comunicación y la interacción entre los sistemas”, comenta Grau. “Y para estos requisitos contamos con las respuestas adecuadas”.