FABRICACIÓN ADITIVA, IIoT y REALIDAD VIRTUAL: NUESTRA APUESTA POR LA INDUSTRIA 4.0

TMI busca dar soluciones customizadas que cubran las necesidades del cliente a nivel de ensacado y paletizado para gran variedad de sectores y productos de comportamientos muy diversos. A nivel de gestión, esto implica un cierto grado de complejidad.

En este marco, para TMI, que es una empresa que se define por su capacidad abierta a la innovación y a la mejora de procesos, la Industria 4.0 ha llegado como agua de mayo.

¿EN QUÉ CONSISTE LA INDÚSTRIA 4.0?

El fin principal de esta transformación es digitalizar las fábricas para producir de forma más inteligente y eficiente. Esta nueva forma de abordar los procesos industriales tiene impacto en los procesos y en la cadena de valor, de forma que permite que las máquinas intercambien información en tiempo real, que los procesos de fabricación sean visibles y controlables y que los sistemas de decisión sean mucho más autónomos y se basen en datos; y todo esto al fin y al cabo contribuye a una mayor flexibilidad de las cadenas de producción.

Esta optimización de los procesos se basa en 3 pilares fundamentales:

1. Mejora de los procesos, pasando por una mejora en la eficiencia de los empleados, de los materiales utilizados, de la energía, …
2. Mejora de las prestaciones de los productos, incluyendo una mejora en la calidad y en su adaptabilidad, y en la consistencia de estos.
3. Creación de nuevo valor, que pasa por la generación de nuevas prestaciones y modelos de negocio que tengan en cuenta la economía circular.

Así, todo pasa por algún tipo de mejora, pero aquí nos enfrentamos a otro impedimento: No se puede mejorar algo que no se puede medir. Por lo tanto, se necesitan herramientas de medición y digitalización que lo hagan posible.

Pero bueno, vamos a ver: ¿Cómo se consigue llegar a la famosa digitalización?

ETAPAS DE LA DIGITALIZACIÓN

Según el estudio “Industry 4.0 Maturity Index” publicado por Acatech – la Academia Alemana de las Ciencias Técnicas –, las empresas afrontan aún hoy en día el reto de crear las condiciones básicas para la implementación de la industria 4.0, cuyos requisitos básicos residen en la informatización y la conectividad.

1 - INFORMATIZACIÓN

Es el primer requerimiento y la base de la digitalización. En esta etapa, se utilizan diferentes tecnologías de la información de forma independiente. Esta etapa ya está muy avanzada en la mayoría de las empresas y se utiliza principalmente para realizar tareas repetitivas de forma más eficiente.

2 - CONECTIVIDAD

Se sustituye el despliegue aislado de la información en la tecnología por componentes conectados. Las aplicaciones empresariales utilizadas están ampliamente conectadas entre sí y reflejan los procesos de negocio básicos de la empresa. Partes de la operativa de los sistemas tecnológicos (OT) proporcionan conectividad e interoperabilidad, pero la integración completa de las capas de IT y OT todavía no se ha producido.

3 - VISIBILIDAD

Consiste en crear una sombra digital de la empresa. Los sensores permiten capturar procesos des del inicio del proceso hasta el final con un gran número de puntos de datos. Esto hace posible mantener un modelo digital de las fábricas actualizado en todo momento. Este modelo es lo que se conoce como la sombra digital, y puede ayudar a mostrar lo que está sucediendo en la empresa en cualquier momento para que las decisiones de gestión puedan basarse en datos reales.

4 - TRANSPARENCIA

La empresa se centra en la comprensión de por qué suceden las cosas, para luego usar esta comprensión para generar conocimiento mediante el análisis de causa. Para ello, hay que identificar e interpretar las interacciones en la sombra digital, y los datos capturados deben analizarse mediante la ingeniería del conocimiento, lo cual dará soporte a la rápida toma de decisiones complejas.

5 - CAPACIDAD PREDICTIVA

Llegados a esta fase, la empresa es capaz de simular diferentes escenarios futuros e identificar los más probables. Como resultado, las empresas pueden anticiparse al futuro y tomar decisiones y medidas oportunas a tiempo.

6 - ADAPTABILIDAD

Permite a una empresa delegar determinadas decisiones a los sistemas informáticos, de modo que se pueda adaptar a un entorno empresarial cambiante lo más rápidamente posible.

LAS FABRICAS INTELIGENTES NECESITAN TRABAJADORES INTELIGENTES

En cualquier caso, hay algo que no se puede dejar de lado que es la formación y el factor humano: es muy complicado llevar a cabo la implantación de cada una de estas etapas si las personas que conforman el equipo humano de una empresa no están preparadas para adoptar nuevas metodologías de trabajo que los harán ser más ágiles.

En el paradigma Indústria 4.0 el equipo de trabajo debe ser mucho más ágil, estar cohesionado y coordinado en todo momento; la iniciativa y la capacidad de autogestión son aptitudes necesarias. Aquí entran en juego también nuevas metodologías de trabajo y herramientas llamadas Agile, compuestas por equipos multidisciplinares en los que se busca máxima precisión en las operaciones mediante una comunicación efectiva y clara, así reduciendo los tiempos y anticipándonos a los posibles cambios que puedan surgir durante el transcurso de un proyecto.

INDUSTRIA 4.0: LA APUESTA DE TMI

Somos una compañía altamente tecnológica que cuenta con un equipo de 30 ingenieros de diferentes áreas de trabajo: eléctricos, mecánicos, de automatismos, … que interactúan de forma ágil para estar abiertos al flujo de información que nos llega constantemente de la Indústria 4.0. La dificultad principal reside en la integración al día a día, pero tenemos muy claro que no hay que renunciar a este flujo constante de conocimiento y herramientas.

Con esta mentalidad TMI ha abrazado los siguientes conceptos y los ha integrado en sus procesos y productos:

1. FABRICACIÓN ADITIVA SIGNIFICA SIMPLIFICACIÓN

TMI es una empresa enfocada a la personalización del producto – la realidad de cada uno de nuestros clientes lo requiere – y como resultado fabrica máquinas que puedes estar compuestas por alrededor de 1000 referencias o más. Si tenemos en cuenta las líneas completas de packaging, en las que se pueden incluir una ensacadora, un sistema de dosificación, un sistema de paletizado y uno de enfardado, esto serían por lo menos 5000 referencias por instalación.

Por su naturaleza personalizada, muchas de estas piezas no se fabrican en serie, sino que son referencias únicas. ¿Cómo podemos entonces simplificar la fabricación de esta gran cantidad de referencias para mejorar a nivel de costes, masas, mecánica, …? Pues gracias a la fabricación aditiva:

La fabricación aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D, es una tecnología que avanza constantemente y que permite producir elementos personalizados, reduciendo procesos intermedios como la producción de utillajes, deshechos, costes y tiempo de fabricación. Así, piezas complejas que hasta ahora podían implicar diferentes procesos en su fabricación (mecanizado, laser, calderería, tratamientos varios, …) se han simplificado a un nivel prácticamente inmejorable.

2. IIOT SIGNIFICA CONOCIMIENTO

IIoT son las siglas de Industrial Internet of Things. Aunque relacionado con el Internet of Things (IoT), es un concepto algo diferente, puesto que además de la interconexión de todos los elementos electrónicos de un sistema, persigue también la eficiencia de todos ellos y de los procesos en los que están implicados.

Actualmente la mayoría de las máquinas de TMI tienen integrados sensores que recopilan una serie de información sobre la eficiencia de las máquinas y que se muestra en la pantalla de las máquinas para ayudar al operario en sus tareas. Esto es lo que llamamos OEE y es un estándar de TMI que consideramos de vital importancia, porque es una forma de conseguir conocimiento que es importante para el usuario como para el fabricante de la máquina.

La adquisición de datos es una de las ventajas de la IIoT: contribuye a la toma de decisiones en base a información de calidad y abre nuevas vías de predicción como la de los mantenimientos o la periodicidad con la que hay que pedir los recambios.

3. REALIDAD VIRTUAL SIGNIFICA SEGURIDAD

Uno de los grandes retos de fabricar líneas customizadas es la complejidad que esto entraña: sectores diferentes con requerimientos de niveles muy diferentes, productos de comportamientos bien dispares, … nuestros proyectos entrañan un alto nivel de innovación y, con ella, de dudas.

Pero con la realidad virtual a nuestra disposición hemos ganado una gran herramienta que contribuye a disiparlas: Es una herramienta que permite la anticipación y esto es algo caudal en el desarrollo de un diseño. El hecho de poder ver una máquina o una línea y poder interactuar con ella nos permite visualizar las magnitudes a nivel de seguridad, ergonomía y operación.

DE LA CIENCIA-FICCIÓN A LA REALIDAD: UN CASO VERÍDICO

Para mostrar la aplicabilidad de la realidad virtual en el proceso de diseño de una línea de packaging, te contamos el caso de un gran fabricante alimentario a nivel mundial que nos encargó un proyecto vital para su negocio y su futuro.

¿Cuáles eran las expectativas del cliente?

• Mejorar la productividad
• Cambiar el packaging para cambiar el target de B2B a B2C
• Optimizar el uso energético en todos sus procesos industriales
• Reducir el impacto medioambiental del packaging, eliminando las cajas de cartón en las que hasta ahora introducían los sacos

Se trataba de un proyecto hecho completamente a medida, lo que significaba un augmento en el riesgo, añadido a los plazos exigentes, una solución compleja y un alto nivel de requerimientos.

TMI acudió a la realidad virtual y a través de la simulación de la línea se pudo poner en común el diseño con el cliente, conocer sus expectativas reales y ver si ambas empresas estábamos al mismo nivel.

Esta interacción con una realidad ficticia antes de la fabricación nos brindó muchos beneficios:

• Poner encima de la esa todos los puntos críticos del proyecto y llegar a un acuerdo.
• Desarrollar el proyecto con mucha más seguridad y confianza de ambas partes.
• Se pudo simular con antelación el entorno de trabajo de los técnicos: Todos los implicados en la fabricación de la línea (diseñadores, eléctricos, técnicos, …) pudieron familiarizarse con ella. Así conocían de antemano cómo había que montar, como se podía acceder a cualquiera de la s partes, el orden en que debían montarse los componentes….

A MODO DE CONCLUSIÓN

Todas las herramientas aplicadas a la industria 4.0 no son ni una utopía ni son únicamente aplicables a grandes multinacionales o a casos de gran envergadura: también las PYMES pueden beneficiarse de su aplicación, aunque sea con pequeños pasos.