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Automatización en la industria 4.0
Las instalaciones de producción del futuro serán modulares y mucho más flexibles que las fábricas actuales

El futuro de la producción

Mirko       Baecker, marketing director de Tecnomatix. EMEA Marketing, Siemens PLM Software17/03/2015

Estamos en la cúspide de una cuarta revolución industrial, impulsada por la evolución de las nuevas tecnologías como la nube, Big Data e Internet de las Cosas. La primera revolución industrial fue provocada por la invención de la máquina de vapor y la mecanización del trabajo manual en el siglo XVIII. La segunda revolución consistió en la aplicación de las técnicas de producción en masa en el siglo XX y la tercera fue anunciada durante las últimas décadas por los sistemas electrónicos y las tecnologías informáticas para la automatización de los procesos de fabricación.

Hoy nos encontramos en el borde de una cuarta revolución, una que representa el futuro de la fabricación. A veces llamada Industry 4.0, esta revolución está ocurriendo en varias etapas durante un período de 10 o incluso 20 años. Pero no nos engañemos, el resultado parece ser revolucionario desde el punto de vista actual.

Tendencias

Las instalaciones de producción del futuro serán modulares y mucho más flexibles que las fábricas actuales. Esto será posible gracias a la utilización de procesadores miniaturizados, unidades de almacenamiento, sensores y transmisores que se integran en casi todos los tipos imaginables de máquinas, productos y materiales, así como herramientas y un nuevo software para los flujos de datos de fabricación.

Todas estas innovaciones permitirán a productos y máquinas, comunicarse uno con el otro. Como tal, un producto que está en proceso de ser fabricado llevará a una memoria digital de producción integrada en él desde el principio, para así comunicarse con su entorno en cada etapa de su proceso de producción. De esta forma, el producto se convierte en un sistema cibernético físico que permite que el mundo real y el mundo virtual se fusionen.

El resultado final será que las fábricas del futuro puedan optimizar y controlar sus procesos de fabricación de una forma mucho más flexible que hoy en día. Sin embargo, aunque ya existen algunos elementos de la fábrica ‘inteligente’, los expertos también coinciden en que se necesitarán aún algunos años para llegar al punto de la automatización casi completa.

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Los procesadores miniaturizados, unidades de almacenamiento, sensores y transmisores integrados en casi cualquier máquina, dispositivo o herramienta facilitarán la flexibilidad en la fábrica del futuro.

Los nuevos trabajadores

A través del auge de estos sistemas ciber-físicos, veremos la creación de un nuevo tipo de operario en nuestras factorías, un trabajador que pueda adaptarse a los nuevos requisitos de la gestión del conocimiento. Las nuevas operaciones en la planta de fabricación conservarán un elemento de trabajo físico, pero requerirán un conocimiento más profundo y de más habilidades para ejecutar y administrar sistemas cada vez más interconectados dentro del proceso de la fábrica y la fabricación. Por ejemplo, un equipo de planificación será capaz de asegurar una producción eficiente del programa de una planta de operaciones. A través de una interfaz simple, basada en software que será capaz de elaborar diferentes rutas de fabricación de nuevos productos, calcular y compararlos en función de parámetros como el rendimiento y el costo, y luego elegir el más eficiente.

Del mismo modo, estos trabajadores estarán colaborando más estrechamente con otros departamentos a ambos lados del ciclo de vida de producción. Abarcando todo, desde la retroalimentación de diseño y consultoría para la cadena de suministro de optimización e integración de la experiencia del cliente.

Como resultado, esta nueva función exigirá a los empleados que estén más conectados, tanto a la tecnología como entre ellos mismos. Ya sea en el puesto trabajo o en otro entrono, lo que les permitirá apoyar el diseño más inteligente de operaciones, mantenimiento y así, aportar mayor calidad de servicio y seguridad.

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Gracias a los sistemas ciber-físicos se creará un nuevo tipo de operario en las factorías, un trabajador que pueda adaptarse a los nuevos requisitos de la gestión del conocimiento.

Conexión de procesos

El logro de esta visión de futuro de la fabricación también requerirá la eliminación de un gran número de discontinuidades en términos de medios de comunicación y transmisión de datos. Esta es la clave para lograr el objetivo de que las operaciones de producción sean lo más baratas y flexibles posibles, con ciclos de innovación cada vez más rápidos.

El desarrollo de sistemas ciber-físicos —generados por software, sensores, procesadores y tecnologías de la comunicación— y los nuevos procesos de fabricación asociados conducirá a un aumento del 30% en la productividad industrial.

Este entorno de producción creado por esta interconexión se ampliará gradualmente más allá de las máquinas e instalaciones en las plantas de fabricación a fin de incluir otros sistemas y áreas de negocio.

Por ejemplo, la conexión de un sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) para el sistema de ejecución de fabricación (MES) significa ser capaz de vincular la gestión de la logística de materiales, planificación de personal y los cálculos de los costos con el control de la operación de producción.

Lograr esto requiere la estandarización de los diferentes formatos, sistemas operativos y lenguajes de programación utilizados en estos diferentes sistemas para permitir que la conversión y transferencia de datos de un sistema complete al otro.

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El entorno de producción creado por esta interconexión se ampliará gradualmente más allá de las máquinas e instalaciones en las plantas de fabricación.

El cliente siempre tiene la razón

En un mundo cada vez más conectado, los diseñadores de productos y los fabricantes tienen que ser cada vez más ágiles y sensibles a las demandas del usuario final.

Ser capaz de incorporar los comentarios y las tendencias directamente en el proceso de diseño es vital. Esto significa ser capaces de vincular esas fuentes de datos durante todo el proceso de desarrollo. Como tal, las empresas pueden involucrar a sus clientes más de cerca en el proceso de producción y reaccionar más rápido a los cambios y a las necesidades del mercado.

Gestionar éste proceso de retroalimentación correctamente, permitirá a un fabricante individualizar su producción incluso para los volúmenes más pequeños, conservando aún, una productividad óptima, optimizando así la producción de series con múltiples variantes.

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Muchas de las tecnologías necesarias para hacer efectiva la cuarta revolución industrial ya existen: Internet, protocolos de conexión de datos estandarizados, software de simulación y portales de colaboración son algunos de ellos.

Conclusión

Muchas de las tecnologías necesarias para hacer efectiva esta cuarta revolución industrial ya existen. Hablamos de herramientas como Internet, los protocolos de conexión de datos estandarizados para instalaciones industriales, software de simulación y portales de colaboración avanzados para ingeniería rápida. Los fabricantes tienen que asegurarse de que están preparados para la Industry 4.0. Esto puede lograrse garantizando que cuenten con los sistemas correctos que permitan efectuar las conexiones que se unirán estos diversos elementos en su proceso de negocio.

Esta posibilidad de afrontar el diseño de productos y de su producción de una forma analítica y predecible, nace de la unión de los avances en maquinaria e instalaciones de producción con las de los sistemas de computación, información y comunicación.

Está claro que la transición es imparable y se está desarrollando a través de la fusión y el perfeccionamiento de las tecnologías existentes, Siemens PLM Software está ayudando a dar forma y dirigir este cambio.

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