Las transformaciones de la fábrica inteligente

La integración de la tecnología digital para desarrollar una fábrica inteligente conlleva múltiples beneficios, como la optimización basada en datos, el mantenimiento predictivo, la máquina como servicio y muchos otros, pero su implementación conlleva muchos retos. Dicho esto, presentamos una selección de empresas que han sido capaces de implementar con éxito y ahora están cosechando los beneficios.

1. Optimización de la utilización de las máquinas en una planta de fabricación de dispositivos médicos

Un fabricante de dispositivos y equipos médicos con cuatro instalaciones de fabricación en Estados Unidos tenía dificultades para optimizar el uso de sus tornos y rectificadoras. Así, los ciclos de producción se veían asediados por los desechos, los retrasos y las ineficiencias de programación. Para optimizar la tasa de utilización de sus máquinas de producción, el fabricante recurrió a la transformación digital de sus procesos de supervisión, recopilación de datos y utilización de las máquinas.

En este caso, se utilizaron soluciones de IoT industrial vinculadas a una plataforma de nube industrial para impulsar la transformación en una fábrica inteligente que pudiera capturar y procesar los datos de las máquinas. Las máquinas modernas se conectaron fácilmente a redes inalámbricas para capturar los datos que producían; mientras que las E/S digitales se utilizaron para conectar los equipos heredados a la plataforma de IoT, creando así una fábrica inteligente interconectada con conexiones ciberfísicas e implementando un modelo de optimización basado en datos dentro de la planta de producción.

Los datos recogidos se procesaron y agregaron en la plataforma de la nube industrial y proporcionaron información sobre las operaciones de las instalaciones. La transformación digital permitió al fabricante de dispositivos médicos darse cuenta de que sus programas de producción estaban desincronizados y de que tenía muy pocos operarios para utilizar adecuadamente las máquinas disponibles, lo que afectaba a su índice de utilización. Con la información obtenida de la transformación de la fábrica inteligente de su proceso de supervisión de máquinas, el fabricante pudo optimizar el uso de las máquinas al tiempo que mejoraba su programación y cubría las carencias de personal.

Según el fabricante, el proceso inteligente ahorró 14.000 horas de funcionamiento en el plazo de un año desde su implantación. La capacidad de supervisar el rendimiento de las máquinas en tiempo real permitió reducir el tiempo de inactividad y que el equipo de programación dispusiera de datos precisos para desarrollar planes maestros de producción optimizados.

2. Reducción del tiempo de inactividad en una fábrica de sistemas diésel para automóviles 

Los efectos del tiempo de inactividad en la industria manufacturera están bien documentados. Las estadísticas sitúan el coste financiero de una hora de inactividad en hasta 200.000 euros. Este fabricante de sistemas de automoción luchaba contra los tiempos de inactividad no programados causados por averías inesperadas de las máquinas. Para reducir el tiempo de inactividad y desarrollar un sistema predictivo para el mantenimiento de sus máquinas, el fabricante recurrió a la tecnología digital.

En este caso, se incorporaron sensores de temperatura, vibración y monitorización en las máquinas de la fábrica para recoger datos específicos que pusieran de manifiesto el estado de las máquinas. Los conjuntos de datos capturados se transfirieron a una plataforma industrial en la nube con las herramientas de análisis de datos para agregar y procesar estos conjuntos de datos en tiempo real. Esto creó una fábrica inteligente en la que las máquinas conectadas podían transferir y recibir datos en tiempo real.

La capacidad de rastrear las métricas de rendimiento de las máquinas permitió la recopilación de datos sobre los tiempos de fallo de los equipos. Con los datos históricos recopilados, se desarrolló un sistema de mantenimiento predictivo para evitar el tiempo de inactividad utilizando la analítica precisa que ahora es capaz de predecir los fallos de las máquinas. Según el fabricante, la supervisión inteligente de sus equipos redujo drásticamente el tiempo de inactividad y aumentó la eficiencia operativa. Esto pone de manifiesto los beneficios interconectados que aportan las transformaciones de las fábricas inteligentes. Además de reducir el tiempo de inactividad operativa, el efecto de goteo del uso optimizado de las máquinas mejoró los niveles generales de eficiencia operativa.

3. Los robots ayudan al almacén a alcanzar sus objetivos de implantación de la fábrica inteligente

Resolver los diferentes retos a los que se enfrentan los fabricantes y los almacenes con la manipulación de materiales se ha convertido en una consideración importante para muchas organizaciones. Esto se debe a que un sistema de manipulación de materiales racionalizado reduce los accidentes y el tráfico en el taller, simplifica el transporte de materiales y mejora la eficiencia operativa. Hoy en día, existen múltiples sistemas inteligentes que automatizan los procesos manuales convencionales de movimiento de materiales en la planta de producción. Un ejemplo de ello es el uso de robots móviles autónomos en los almacenes.

Para reducir el desorden y el tráfico en la planta, el proveedor de servicios de entrega integró el uso de robots móviles autónomos Fetch en su fábrica. Los robots están programados para entender la distribución de la planta y están conectados a una plataforma industrial en la nube para ayudar en la navegación y el procesamiento de datos. El robot recibe datos como los horarios de navegación a través de redes WiFi para realizar sus tareas.

Los robots autónomos están equipados con sensores de cámara 2D y 3D que ayudan a detectar objetos y apoyan el sistema de tecnología de prevención de colisiones dentro de los robots. La integración de un sistema autónomo de manipulación de materiales transformó su planta de producción en una fábrica inteligente en la que los operarios ayudaban a clasificar los pedidos pero dejaban el transporte en manos de los robots. La implantación de este sistema inteligente permitió reducir en un 50% el tiempo necesario para atender los pedidos de los clientes. También aumentó la eficiencia de su proceso de preparación de pedidos y los niveles de servicio que recibían sus clientes.

4. El gemelo digital mejora la planificación de la distribución en la industria de la alimentación y las bebidas

El gemelo digital implica el desarrollo de representaciones digitales de objetos y sistemas físicos que comparten datos entre sí en tiempo real. Esto le proporciona múltiples casos de uso, como la supervisión y la mejora de las operaciones de las instalaciones, el desarrollo de programas y la simulación de eventos para recibir una visión empresarial precisa. Para reestructurar sus instalaciones y mejorar los niveles de eficiencia y productividad, esta empresa de restauración recurrió al gemelo digital y a la realidad aumentada.

Con la tecnología de gemelo digital, la empresa pudo optimizar la distribución de su planta desarrollando diseños que garantizaban que sus empleados pudieran llegar fácilmente a los ingredientes y navegar por la cocina con facilidad. También se utilizó la realidad aumentada para formar a sus empleados en la comprensión de la nueva distribución. El resultado fue un servicio más rápido de drive-through que condujo a una mayor satisfacción del cliente.

5. Una empresa de residuos aumenta sus ingresos con ofertas de Machine as a Service (MaaS)

La compra de incineradoras siempre ha sido un cuello de botella para las empresas privadas que ofrecen servicios de eliminación de residuos industriales. Esto se debe al coste inicial de las incineradoras industriales y al coste de mantenimiento de por vida asociado a su uso. Un OEM que fabrica incineradoras desarrolló una iniciativa MaaS para las pequeñas y medianas empresas que desean alquilar sus equipos.

El modelo MaaS que el OEM puso en marcha consistía en el alquiler de sus incineradoras durante cinco años, con mantenimiento y asistencia adicional para el usuario final. A cambio, recogía los datos de utilización y mantenimiento de las incineradoras usadas junto con una cuota de suscripción. Según el fabricante, su iniciativa MaaS proporcionó los datos necesarios para desarrollar equipos optimizados. La iniciativa también representa el 20% de sus ingresos anuales.

Conclusión

Las fábricas inteligentes han llegado para quedarse. Aunque su implementación puede ser un reto, los casos de uso mencionados anteriormente ilustran los numerosos beneficios que los fabricantes ya han empezado a ver en toda una serie de industrias. El aumento de formas más nuevas, inteligentes y rápidas de automatizar, optimizar, utilizar y conectar los activos del taller seguirá permitiendo el crecimiento del negocio a medida que más fabricantes adopten la Industria 4.0.