Fabricación inteligente: Fácil de explicar

En la vanguardia de la cuarta revolución industrial, la fabricación inteligente se erige como la cúspide del progreso, representando el punto más alto de los avances tecnológicos en la fabricación de bienes. Esta nueva forma de fabricar supone un giro radical con respecto a los procesos de fabricación tradicionales, que suelen requerir mucho trabajo práctico y no cambian demasiado. La fabricación inteligente pone en juego el uso inteligente de datos, conexiones entre equipos y tecnología informática de alto nivel para cambiar por completo nuestra forma de diseñar, fabricar y enviar productos.

En este artículo repasaremos los entresijos de la fabricación inteligente. La compararemos con los antiguos procesos de fabricación y mostraremos cómo podría cambiar drásticamente la forma en que se fabrican las cosas en la industria.

Los procesos de fabricación tradicionales suelen consistir en una serie de pasos que no cambian mucho de un día para otro. Piensa en las líneas de producción en masa que existen desde principios del siglo XX: son eficientes para fabricar muchas cosas iguales, pero no son muy flexibles.

Por otro lado, los procesos de fabricación inteligentes son como tener un asistente superinteligente que puede adaptarse rápidamente. Una de las partes más interesantes de la fabricación inteligente es algo llamado gemelo digital. Se trata de un modelo virtual del producto o del sistema de producción que puede utilizarse para probar y mejorar el proceso de fabricación sin tener que cambiar el producto real. Es como practicar en el mundo digital antes de fabricar el producto real, lo que puede ahorrar mucho tiempo y dinero.

Con la fabricación inteligente, las fábricas pueden hacer cosas más rápido, con menos errores, e incluso pueden cambiar lo que están haciendo más fácilmente para responder a lo que la gente quiere. Es un gran paso adelante respecto a las formas tradicionales de fabricar cosas y podría suponer muchas mejoras en la forma en que producimos de todo, desde coches a teléfonos.

 

¿Qué es la fabricación inteligente?

En esencia, la fabricación inteligente es la simbiosis de maquinaria avanzada y análisis que fomenta un entorno de producción interconectado e inteligente. Es un pilar importante de la Industria 4.0, que integra el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) para crear redes de dispositivos que se comunican y colaboran a la perfección.

Algunas de las tecnologías clave utilizadas en la fabricación inteligente son:

• • Sensores: Los sensores se utilizan para recoger datos sobre todos los aspectos del proceso de fabricación, desde el rendimiento de las máquinas hasta la calidad de los productos.

• • Análisis de macrodatos: El análisis de big data se utiliza para analizar las grandes cantidades de datos recogidos por los sensores con el fin de identificar patrones y tendencias que puedan utilizarse para mejorar el proceso de fabricación.

• • Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (AM): La IA y el ML se utilizan para desarrollar sistemas inteligentes capaces de tomar decisiones y emprender acciones a partir de los datos recogidos por los sensores.

Entender la fabricación inteligente

La fabricación inteligente es la orquestación de los procesos de fabricación mediante tecnologías avanzadas que dotan a los sistemas de mayor flexibilidad, eficiencia y capacidad analítica. Es un elemento fundamental de la cuarta revolución industrial, que integra Internet industrial, el análisis de grandes volúmenes de datos y la inteligencia artificial para crear sistemas interconectados capaces de optimizarse. La transformación desde la primera revolución industrial, con sus motores de vapor, pasando por la tercera, que introdujo la automatización informatizada, ha culminado ahora en un paradigma de fabricación profundamente basado en los datos e interconectado.

Tecnologías de fabricación inteligente

En el corazón de la fabricación inteligente se encuentran varias tecnologías clave. La inteligencia artificial y el aprendizaje automático perfeccionan los procesos de producción haciéndolos adaptables. El análisis de macrodatos convierte enormes flujos de datos de sensores en información práctica. El concepto de gemelo digital permite una representación virtual del proceso de fabricación, lo que ayuda en la resolución de problemas y la optimización sin intervención física. Tecnologías como la computación periférica y la computación en la nube proporcionan la potencia de cálculo y la capacidad de almacenamiento de datos necesarias, mientras que el Internet industrial de las cosas garantiza una conectividad sin fisuras entre los dispositivos.

• • Inteligencia Artificial (IA) y Aprendizaje Automático (AM)

• • La IA y el ML son potentes herramientas que pueden utilizarse para refinar y optimizar los procesos de fabricación de diversas maneras. Por ejemplo, la IA puede utilizarse para desarrollar modelos de mantenimiento predictivo que identifiquen posibles fallos de las máquinas antes de que se produzcan, evitando así costosos tiempos de inactividad. El ML puede utilizarse para analizar datos de sensores con el fin de identificar patrones y tendencias que pueden utilizarse para mejorar el control de calidad o reducir los residuos del proceso.

• • Análisis de macrodatos

• • La fabricación inteligente genera grandes cantidades de datos procedentes de sensores, máquinas y otras fuentes. El análisis de big data puede utilizarse para extraer información significativa de estos datos con el fin de mejorar la toma de decisiones y optimizar las operaciones. Por ejemplo, el análisis de big data puede utilizarse para identificar cuellos de botella en el proceso de producción, optimizar los niveles de inventario o prever la demanda.

• • Gemelo digital

• • Un gemelo digital es una representación virtual de un activo o sistema físico. Los gemelos digitales pueden utilizarse para simular y probar procesos de fabricación antes de implantarlos en el mundo real. Esto puede ayudar a identificar y resolver posibles problemas desde el principio, ahorrando tiempo y dinero. Los gemelos digitales también pueden utilizarse para supervisar y optimizar procesos de fabricación en tiempo real.

• • Edge Computing y computación en nube

• • La computación de borde y la computación en nube proporcionan la potencia de cálculo y las capacidades de almacenamiento de datos necesarias para apoyar la fabricación inteligente. La computación de borde acerca los recursos informáticos a los dispositivos donde se generan los datos, lo que puede reducir la latencia y mejorar el rendimiento. La computación en nube proporciona acceso a recursos informáticos y de almacenamiento escalables que pueden utilizarse para procesar y analizar grandes cantidades de datos.

• • Internet industrial de los objetos (IIoT)

• • La IIoT es una red de dispositivos interconectados que recopilan y comparten datos. La fabricación inteligente se basa en la IIoT para conectar máquinas, sensores y otros dispositivos con el fin de permitir la supervisión y el control en tiempo real de los procesos de fabricación.

 

De lo tradicional a lo inteligente: la transformación de los procesos de fabricación

La transición de la fabricación tradicional a la fabricación inteligente está marcada por el paso de procesos intensivos en mano de obra a soluciones impulsadas por la tecnología. Mientras que los métodos tradicionales se enfrentan a la rigidez y la ineficacia de la producción en masa, la fabricación inteligente introduce agilidad y personalización. Complementa las prácticas perdurables del sector manufacturero con precisión, control digital y adaptabilidad, lo que permite a los fabricantes satisfacer las demandas contemporáneas de personalización y creación rápida de prototipos con una rapidez y eficacia sin precedentes.

Los procesos de fabricación tradicionales suelen requerir mucha mano de obra y son inflexibles. La fabricación inteligente, en cambio, está impulsada por la tecnología y se caracteriza por la agilidad y la personalización.

Algunas de las principales formas en que la fabricación inteligente transforma los procesos de fabricación tradicionales son:

• • Mayor automatización: Las tecnologías de fabricación inteligente, como la robótica y la visión artificial, pueden automatizar muchas tareas que actualmente se realizan manualmente. Esto puede liberar a los trabajadores para que se centren en tareas más complejas y mejorar la productividad.

• • Supervisión y control en tiempo real: Las tecnologías de fabricación inteligente pueden utilizarse para supervisar y controlar los procesos de fabricación en tiempo real. Esto permite a los fabricantes identificar y abordar los problemas con rapidez, evitando tiempos de inactividad y problemas de calidad.

• • Toma de decisiones basada en datos: Las tecnologías de fabricación inteligente generan grandes cantidades de datos que pueden utilizarse para mejorar la toma de decisiones en todos los niveles de la organización. Por ejemplo, los fabricantes pueden utilizar los datos para optimizar los programas de producción, reducir los niveles de inventario y mejorar la calidad de los productos.

 

Fabricación inteligente en acción

El concepto de fábricas inteligentes ejemplifica la aplicación práctica de las iniciativas de fabricación inteligente. Estas fábricas emplean un conjunto de software y tecnologías de fabricación inteligente para supervisar y ajustar los procesos de fabricación en tiempo real. La integración de datos de sensores y sistemas basados en IA, como la visión por ordenador para el control de calidad, ha facilitado y hecho más eficientes los procesos de fabricación. Los sistemas robóticos recopilan y analizan datos para optimizar el rendimiento de las máquinas y los resultados de la producción.

Fabricantes de todos los tamaños ya utilizan la fabricación inteligente para mejorar sus operaciones. He aquí algunos ejemplos:

• • Mantenimiento predictivo: Un fabricante de motores aeronáuticos utiliza la IA para desarrollar modelos de mantenimiento predictivo capaces de identificar posibles fallos del motor antes de que se produzcan. Esto permite al fabricante programar el mantenimiento con antelación y evitar costosos tiempos de inactividad.

• • Control de calidad: Un fabricante de productos electrónicos utiliza la visión artificial para inspeccionar los productos en busca de defectos. Esto ha ayudado al fabricante a mejorar la calidad de los productos y reducir los residuos.

• • Optimización de la producción: Un fabricante de productos alimenticios y bebidas utiliza análisis de big data para optimizar sus programas de producción. Esto ha ayudado al fabricante a reducir costes y mejorar el servicio al cliente.

Ventajas de adoptar tecnologías de fabricación inteligentes

La adopción de tecnologías de fabricación inteligentes ofrece multitud de ventajas. Estas tecnologías agilizan los procesos de producción, reducen los costes operativos y mejoran la calidad de los productos. Permiten una cadena de suministro más sólida y mejoran los servicios posventa al proporcionar un análisis detallado de los datos. Además, la fabricación inteligente desempeña un papel fundamental en la sostenibilidad, ya que minimiza el desperdicio de materiales y resuelve los fallos de los equipos de forma preventiva mediante un mantenimiento predictivo.

Ventajas de la fabricación inteligente

La fabricación inteligente abre un abanico de ventajas:

• • Mayor eficacia y productividad: La automatización y la optimización de los procesos permiten obtener más resultados con menos insumos.

• • Calidad mejorada: La detección precoz de los problemas permite perfeccionar el proceso de fabricación y mejorar la calidad del producto final.

• • Costes reducidos: Prepara el terreno para reducir la producción de residuos, disminuir el consumo de energía y racionalizar el mantenimiento.

• • Mayor agilidad y resistencia: Dota a las empresas de la flexibilidad necesaria para adaptar rápidamente los procesos de producción a los cambios del mercado.

 

Superar los retos de la fabricación inteligente

A pesar de sus innumerables ventajas, el cambio hacia la fabricación inteligente no está exento de desafíos. Las empresas manufactureras a menudo se enfrentan a la integración de nuevos sistemas en los flujos de trabajo establecidos y a la formación de los empleados para que se adapten a las nuevas tecnologías. En esta sección se ofrecen estrategias para sortear estos obstáculos y garantizar una transición fluida hacia sistemas de fabricación más eficientes e inteligentes.

Integración de nuevos sistemas en los flujos de trabajo establecidos

Integrar las nuevas tecnologías de fabricación inteligente en los flujos de trabajo existentes puede ser una tarea compleja y difícil. Es importante planificar y gestionar cuidadosamente este proceso para minimizar las interrupciones y garantizar una transición fluida.

He aquí algunas estrategias para integrar las nuevas tecnologías de fabricación inteligente en los flujos de trabajo establecidos:

• • Empiece poco a poco y aumente gradualmente. No intente implantar demasiadas tecnologías nuevas a la vez. Empieza por unas pocas áreas clave y ve ampliándolas gradualmente a medida que adquieras experiencia y conocimientos.

• • Implique a las partes interesadas desde el principio y con frecuencia. Obtenga la opinión de todas las partes interesadas, incluidos empleados, directivos y clientes, a lo largo del proceso de integración. Esto ayudará a identificar posibles retos y a garantizar que las nuevas tecnologías satisfacen las necesidades de todos los usuarios.

• • Proporcionar formación y apoyo a los empleados. Es importante formar a los empleados en el uso de las nuevas tecnologías. Esto les ayudará a adaptarse a los cambios y garantizará que puedan utilizar las nuevas tecnologías con eficacia.

• • Utilice un enfoque gradual. Implante las nuevas tecnologías por fases, cada una de ellas basada en la anterior. Esto ayudará a mitigar las interrupciones y facilitará la resolución de los problemas que puedan surgir.

El futuro de la fabricación

Si miramos hacia el futuro, está claro que las tecnologías emergentes seguirán configurando el panorama de la fabricación. La realidad aumentada para la formación y el mantenimiento de las máquinas, la impresión 3D para la producción bajo demanda y el mantenimiento predictivo para operaciones ininterrumpidas son solo la punta del iceberg. El potencial de nuevos avances en IA y aprendizaje automático promete convertir la fabricación inteligente no solo en una tendencia, sino en un elemento básico de las industrias manufactureras resistentes y adaptables de todo el mundo.

Conclusión

La fabricación inteligente no es sólo una actualización; es una revolución que redefine el proceso de fabricación desde la base. Para las empresas preparadas para adoptar las tecnologías de fabricación inteligente, la promesa es un futuro de eficiencia, calidad e innovación inigualables. Mientras nos encontramos en la cúspide de esta nueva era, la industria manufacturera debe seguir abrazando el cambio, avanzando con el mismo espíritu innovador que desencadenó la primera revolución industrial.

Introducción a la fabricación inteligente

Para las empresas que se plantean dar el salto a la fabricación inteligente, el camino implica:

• • Evaluación operativa: Señale las áreas en las que se puede mejorar la eficiencia y la calidad.

• • Selección de tecnología: Adaptar las opciones tecnológicas a las necesidades específicas de la empresa y a las consideraciones presupuestarias.

• • Aplicación a escala: Empiece con segmentos manejables antes de ampliarlos.

• • Compromiso de los empleados: Cultivar una cultura de la innovación formando a los empleados sobre las nuevas tecnologías y sus ventajas.