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IoT Industrial: un día cualquiera en una fábrica inteligente

Junio 4, 2019
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Las nuevas tecnologías de Internet of Things Industrial (IIoT) son un componente clave para ayudar a los fabricantes a maximizar el ROI. Específicamente, las aplicaciones IIoT se pueden usar para proporcionar visibilidad de los riesgos operativos de la fábrica y para impulsar mejoras en el rendimiento de la misma que ayuden a obtener ganancias significativas de eficiencia.

La capacidad única de IIoT para conectarse y recopilar datos de los equipos y procesos de la fábrica, de sus socios de la cadena de valor y de las aplicaciones comerciales, ayuda a las empresas a obtener información procesable en tiempo real y a alcanzar resultados que antes no eran posibles. Con estos conocimientos, los fabricantes pueden mejorar el rendimiento de sus activos, las experiencias de sus partes interesadas y su capacidad para capturar rentas económicas.

Pero, ¿cómo se ve realmente en la práctica el uso del IIoT en una fábrica inteligente? Exploremos esto examinando un día en la vida en una fábrica inteligente ficticia que fabrica montacargas, dirigida por una compañía llamada Elevadores UY. Veremos cómo Elevadores UY utiliza el IIoT de diversas formas para ayudar a optimizar sus operaciones a medida que las materias primas ingresan a la fábrica, se fabrican las piezas, se montan, prueban y envían los elevadores a sus clientes.

 

9:00 a.m. - Una cadena de suministro fluida

Lunes a la mañana en Elevadores UY, y Juan, quien supervisa la entrada y el almacenamiento de materias primas en la fábrica, reunió a su equipo en el muelle de carga para descargar un camión que se está acercando con un nuevo envío de acero de uno de los proveedores de la compañía.

Juan planeaba previamente que su equipo descargue el camión a las 8:00 am. Sin embargo, un Dispositivo de Registro Electrónico (ELD) instalado en el camión que transporta el envío de acero envió su ubicación a través de una red inalámbrica celular al sistema de visibilidad de la cadena de suministro de Elevadores UY a las 7: 00 am, demostrando que el camión estaba atrasado debido a una tormenta repentina. El sistema de visibilidad combinó estos datos de ubicación con el tráfico en tiempo real y otros datos de terceros para actualizar la hora estimada de llegada del camión a las 9:00 am. Se envió una alerta desde este sistema de visibilidad al teléfono inteligente de Juan para informarle de la demora.

Entonces, desde las 8:00 a.m. hasta las 9:00 a.m., Juan hizo que su equipo moviera las materias primas para crear un nuevo espacio de almacenamiento para otro envío que se espera llegue al día siguiente, una tarea que previamente había programado para esa misma tarde. Como resultado, en vez de pagarle horas extra a los trabajadores debido al tiempo perdido esperando que llegue el envío y que Juan llegara tarde al partido de fútbol de su hijo, Juan y su equipo pudieron completar todas las actividades programadas del día a tiempo, reduciendo los costos y asegurándose que Juan viera a su hijo meter un gol.

 

10:30 a.m. - Mejora de la productividad del trabajador

Más tarde, Mario, quien fue contratado hace seis meses, usa una máquina de soldar para crear la carrocería de un montacargas. Mario fue contratado para reemplazar a Pedro, quien realizó este trabajo durante más de 20 años antes de retirarse.

La soldadora tiene una aplicación IIoT que usa sensores integrados para rastrear la actividad de la máquina, incluida la temperatura y el tiempo que toma completar las soldaduras. La aplicación utiliza un gateway inalámbrico de área amplia de baja potencia (LPWA, por sus siglas en inglés) para transmitir estos datos al “data lake” de la fábrica.

Poco después que Mario reemplazara a Pedro, la supervisora ​​de Mario, Ana, se dio cuenta al analizar los datos que a Mario le tomaba un 25 por ciento más de tiempo que a Pedro completar las soldaduras requeridas en esta etapa del proceso de producción de la carrocería. Ana se reunió con Mario y se dio cuenta que, al carecer de los largos años de experiencia de Pedro, Mario estaba completando sus soldaduras en una secuencia que le exigía mover la carrocería en la mitad del proceso.

Ana le mostró a Mario una secuencia más eficiente para hacer las soldaduras, y la productividad de Mario pronto coincidió con la de Pedro. Gracias a este aumento en la productividad, el departamento de soldadura en la fábrica está de nuevo en camino para cumplir con sus objetivos de producción trimestrales. Y la productividad mejorada de Mario ahora lo califica para asegurar un aumento después de su primer aniversario en la compañía.

 

13:00. - Reducir el tiempo de inactividad con el mantenimiento predictivo

A primera hora de la tarde, la fábrica está llena de actividad. Por ejemplo, el equipo de Susana está utilizando una máquina de corte de chapa metálica para fabricar paneles de carrocería para los montacargas. En el pasado, el desafilado inesperado de los cuchillos en la máquina cortadora de chapa metálica forzó al equipo de Susana a detener el proceso de producción para reemplazar los cuchillos, lo que reduce la disponibilidad del equipo y la eficiencia general de la fábrica.

Sin embargo, el fabricante de equipos originales (OEM) de la máquina de corte de chapa metálica ha integrado una nueva aplicación de mantenimiento predictivo IIoT en sus equipos. La aplicación utiliza el controlador lógico programable (PLC) y los sensores para recopilar datos sobre las actividades de la máquina y el estado de las cuchillas y luego envía los datos a través de una red inalámbrica celular a la nube del OEM. En la nube, la aplicación IIoT utiliza estos datos y el análisis predictivo para determinar cuándo será necesario reemplazar las cuchillas de la máquina.

Esto permite que el OEM envíe los nuevos cuchillos a Susana antes de que los viejos se vuelvan demasiado gastados como para funcionar de manera efectiva. Además, Susana puede programar el reemplazo de los cuchillos en un momento en el que hacerlo no ralentizará los procesos de fabricación de la fábrica, lo que mantendrá la producción de paneles de carrocería en la ruta.

Desde el lanzamiento de la nueva aplicación de mantenimiento predictivo IIoT, el tiempo de inactividad de la máquina de corte de metal se ha reducido, lo que ha ayudado al equipo de Susana a mejorar sus registros anteriores de producción de paneles de carrocería, lo que les ha hecho felicitar al gerente de la fábrica en la última reunión de la empresa.

 

2:30 p.m. – Impresión 3D rápida de componentes personalizados

Uno de los nuevos clientes de Elevadores UY, una tienda online minorista, trabajó con la empresa para agregar su propio dispositivo IoT a los diez montacargas que está ordenando. El dispositivo se utilizará con una nueva aplicación IoT  que el minorista está probando e integra los datos de la ubicación y el estado de sus montacargas en su aplicación de administración de almacenes, lo que los ayudará a entregar productos a los clientes de manera más rápida y eficiente.

Sin embargo, agregar este dispositivo a los montacargas requiere la producción de un recipiente de plástico de tamaño único para el dispositivo, que se está instalando debajo del tablero de instrumentos del montacargas. Cuando la tienda minorista reciba los montacargas, ellos mismos colocarán el dispositivo IoT en el contenedor. La fábrica ha instalado recientemente una nueva impresora 3D que puede producir estos contenedores. Daniel, quien lo administra, utiliza la conectividad habilitada para IIoT de la impresora 3D para descargar el diseño del contenedor del minorista.

Mientras los 10 montacargas pasan por el proceso de producción habitual, Daniel imprime los 10 contenedores en la impresora 3D para que estén listos a tiempo para el ensamblaje final. Un vehículo autónomo de manejo de materiales lleva luego los 10 contenedores a la celda de ensamblaje donde se agregan a los montacargas que se enviarán al minorista.

Elevadores UY pudo ganar el pedido inicial de 10 montacargas (y el primero con este minorista online) gracias en parte a su capacidad para proporcionar este tipo de personalización. Elevadores UY tiene la esperanza que esta capacidad de personalizar sus productos para el minorista online pueda ayudarles a recibir otros pedidos del minorista en el futuro.

 

4:30 pm. - Mejora del control de calidad con información generada por IoT industrial

Antes que se empaquen y envíen a los clientes, Octavio, un veterano de la empresa con 20 años de experiencia, vigila atentamente los detalles para verificar el control de calidad (QA). Octavio solía usar una hoja con una lista de verificación. Sin embargo, hoy, mientras inspecciona el último montacargas del día antes de que finalice su turno, usa una tablet robusta con listas de verificación electrónica que están conectadas al ERP, control de calidad y otras aplicaciones de la fábrica.

A medida que cada elevador se acerca a ella para un control de calidad, llena las listas de verificación mientras inspecciona visualmente y prueba cada montacargas. Durante este proceso, ella también revisa una aplicación IIoT QA que recopila y analiza datos sobre los procesos de fabricación para el chasis, los paneles de la carrocería y otras partes de este montacargas en particular, así como también datos durante el ensamblaje del mismo.

Con las tecnologías de Inteligencia Artificial (AI) y Machine Learning (ML), esta aplicación IIoT puede determinar si ciertos patrones en los datos de fabricación y ensamblaje indican una mayor probabilidad de problemas de calidad con un montacargas. Por ejemplo, el mes pasado, el sistema indicó que Octavio debería revisar el asiento de un montacargas, ya que el tiempo empleado en ensamblarlo fue mucho más corto de lo normal. Efectivamente, el asiento no se instaló correctamente y se tuvo que volver a instalar antes de entregarlo al cliente.

Sin embargo, hoy en día, la aplicación IIoT no marca ningún problema con el elevador que Octavio está inspeccionando. Ella marca la inspección de control de calidad completa para el elevador en su tablet, la traslada al departamento de empaque y envío y luego realiza la perforación a las 5:00 p.m. después de un largo día.

 

Producción inteligente con IoT industrial

Como lo demuestra este día en la vida de la fábrica inteligente Elevadores UY, la capacidad de IIoT para conectarse y recopilar datos de las cadenas de suministro, equipos, socios y clientes de los fabricantes permite a los mismos mejorar drásticamente el rendimiento de la fábrica. Junto con el análisis de datos, el IIoT puede proporcionar a los fabricantes información en tiempo real con la que pueden actuar para evitar retrasos, evitar errores, mejorar la eficiencia y ofrecer más valor a sus clientes. Al mejorar la toma de decisiones no solo en la sala de control, sino también en el propio taller, el IIoT puede capacitar a los fabricantes para que construyan fábricas inteligentes que sean más eficientes, más seguras y más capaces de ofrecer valor a los clientes.

Para obtener más información sobre cómo las empresas pueden usar IIoT para hacer que la producción sea más inteligente, vea el webinar de IndustryWeek y Sierra Wireless “Transforming Manufacturing for Growth: Gaining a Competitive Advantage with IoT”.