La transformación digital de la fábrica: fabricación inteligente

Línea de producción 4.0

La industria está experimentando una aceleración sin precedentes en la transformación digital, la automatización de procesos y las tecnologías de interacción hombre-máquina en el contexto de COVID-19. 

De hecho, a medida que las empresas empiezan a adaptarse a los graves trastornos causados por la pandemia y a un prolongado proceso de recuperación, la inversión en fabricación inteligente se ha convertido en una prioridad estratégica clave para las industrias a todos los niveles.

Fabricación inteligente

En primer lugar, la fabricación inteligente se define como sistemas de fabricación colaborativos totalmente integrados, que actúan en tiempo real para responder a las demandas y condiciones cambiantes de la fábrica.

Así pues, para los agentes de la industria, la adopción de estos sistemas es esencial para aumentar la agilidad y el rendimiento operativo; abordar los requisitos de seguridad y la escasez de mano de obra provocada por las demandas de distanciamiento social; y crear un proceso de fabricación totalmente interconectado que facilite una mayor visibilidad sobre las variables de entrada/salida y su conexión. 

El objetivo es poder generar KPI en tiempo real.

La fábrica inteligente

En primer lugar, la fábrica inteligente representa un nuevo paradigma de fabricación para la próxima década. 

Por ejemplo, la aparición de dispositivos IoT comercialmente viables; conectividad 5G, sofisticadas aplicaciones de computación en la nube y análisis de megadatos; combinados con nuevas tecnologías como AR / VR, representan una fusión sin precedentes de los mundos físico y digital.

De hecho, un estudio de Deloitte publicado en 2019 estima que la adopción de iniciativas de fábricas inteligentes puede ayudar al sector manufacturero estadounidense a triplicar su tasa de productividad laboral para 2030.

Las inversiones existentes ya están contribuyendo a un aumento medio de 10% en la producción, 11% en la utilización de la capacidad de las plantas y 12% en la productividad laboral. 

Además, 86% de los fabricantes creen que las iniciativas de fábricas inteligentes serán; el principal motor de la competitividad de la fabricación dentro de cinco años y han asignado 30% del presupuesto global de la fábrica a soluciones de fábricas inteligentes.

Tecnologías de fabricación inteligente

Las principales tecnologías de fabricación inteligente pueden clasificarse en cada una de las tres categorías siguientes:

Datos y conectividad:

 El despliegue de sensores IoT en los procesos de fabricación y la cadena de suministro está permitiendo a las empresas recopilar grandes cantidades de datos a una escala sin precedentes. 

Como resultado, los sistemas antes compartimentados pueden ofrecer ahora a las empresas una mayor visibilidad de todo el proceso de producción. Así, la reducción de los costes de computación punta/nube, almacenamiento y ancho de banda ha puesto el Digital Twin al alcance de la mano. 

El gemelo digital es una representación digital de las características físicas y de comportamiento de las máquinas de producción y los productos acabados, que permite a las empresas identificar rápidamente los problemas, realizar simulaciones precisas y descubrir ineficiencias operativas en tiempo real.

Procedimientos operativos normalizados digitalizados:

Los análisis avanzados permiten a los fabricantes profundizar en los datos históricos de los procesos, identificar patrones y relaciones entre entradas y salidas, y optimizar los factores que más influyen en el rendimiento. 

Por ejemplo, la implantación de nuevas plataformas de análisis de IA en 2020 ha supuesto una reducción estimada de ;20% en la inversión en salas blancas; así como una reducción de 10% en el tiempo de producción y un retorno de la inversión de hasta 300%. 

Además de utilizarse para mejorar los procesos de fabricación, el análisis de datos también se ha empleado para mejorar la productividad y la seguridad de los trabajadores mediante el análisis de datos sobre salud, lesiones e incidentes.

Interacción avanzada persona-ordenador:

La adopción de la realidad virtual (RV), la realidad aumentada (RA) y los robots colaborativos (cobots) ha permitido un nuevo nivel de interacción entre humanos y máquinas para los fabricantes, mejorando el rendimiento de las fábricas, acelerando la formación de los trabajadores y reduciendo los riesgos en el lugar de trabajo. 

Por ejemplo, la aplicación de la RV ha permitido a Ford simular el proceso de fabricación de automóviles y reducir los accidentes laborales hasta en 70%. 

Gracias a la RA, los técnicos pueden entender rápidamente cómo mantener y reparar equipos averiados superponiendo diagramas o instrucciones sobre el objeto físico. De hecho, los cobots (suficientemente seguros para trabajar junto a los humanos) facilitan los procesos de trabajo realizados en colaboración con trabajadores humanos para mejorar la productividad, en algunos casos hasta en 50%.

 

Así pues, para aprovechar todas las ventajas de este paradigma emergente, los fabricantes deben mirar más allá de las fuentes tradicionales y codesarrollar proactivamente soluciones con empresas de nueva creación y otros socios externos. 

Así pues, la adopción meditada y selectiva de tecnologías de fabricación inteligentes es esencial para preparar a los trabajadores y a las empresas para el éxito a largo plazo en la próxima década.

De hecho, será crucial adaptarse y capitalizar los avances clave, como la inteligencia artificial y la deslocalización de la fabricación.

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Autor : NAJI Faouzi