Liberando la flexibilidad operativa en la fabricación con IoT industrial · EMSNow

Publicado por Jennifer Leer | 4 de agosto de 2023 | Componentes, Diseño, Característica, Industria 4.0, Internet de las Cosas, Smart Factory

Por Sravani Bhattacharjee

En la acelerada industria manufacturera, la flexibilidad operativa es un factor crítico para el éxito. Los fabricantes deben adaptarse rápidamente a las cambiantes demandas del mercado, optimizar los procesos de producción y seguir siendo competitivos.

Tradicionalmente, los procesos de fabricación han estado sujetos a largos tiempos de cambio, líneas de producción rígidas y falta de visibilidad en tiempo real. El IoT industrial (IIoT) aborda estos desafíos y abre nuevas vías para la flexibilidad operativa.

Sravani Bhattacharjee

Con conectividad ubicua y análisis avanzados, IIoT ha redefinido las operaciones en las plantas de fabricación. Por ejemplo, las innovaciones en realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR) han brindado a los fabricantes formas más flexibles de planificar, modelar y optimizar procesos. La RA puede proporcionar orientación en tiempo real a los trabajadores simplificando tareas complejas. Al utilizar la realidad virtual inmersiva, los ingenieros de sistemas pueden realizar simulaciones de ensamblaje, creación de prototipos virtuales y planificación de diseños industriales muy precisas, agregando flexibilidad y eficiencia a los flujos de trabajo de diseño y producción.

Los gemelos digitales, otra tecnología habilitada por IIoT, ayudan a los ingenieros de sistemas a modelar digitalmente objetos y procesos físicos, imitando dinámicamente sus propiedades. Con información en tiempo real de los gemelos digitales, los fabricantes pueden predecir fallas, realizar cambios más rápido, personalizar el diseño para satisfacer las necesidades del cliente e iterar más rápido.

La adopción de gemelos digitales, AR y VR en las fábricas requiere componentes confiables, como semiconductores discretos, que funcionen con precisión, incluso en las condiciones más difíciles.

La conectividad IIoT y los avances en inteligencia artificial (IA) y robótica están redefiniendo la fabricación autónoma y abriendo nuevas oportunidades de flexibilidad operativa. Los fabricantes llevan décadas utilizando maquinaria y procesos automatizados. La fabricación autónoma es relativamente nueva. Con la fabricación autónoma, los fabricantes pueden aprovechar tecnologías inteligentes basadas en datos para crear un ciclo persistente de evolución en la producción y entrega de productos de calidad.

En la fabricación autónoma, los datos de los sensores se recopilan de los dispositivos conectados. Los sistemas de inteligencia artificial ingieren estos datos y ejecutan algoritmos de aprendizaje automático sobre los datos procesados que facilitan la toma de decisiones inteligentes para respaldar flujos de trabajo completos.

Por ejemplo, cuando el inventario de piezas de fabricación cae por debajo de un determinado umbral, se solicitan automáticamente nuevos suministros para esa pieza sin necesidad de intervención humana.

Los sistemas autónomos también pueden detener proactivamente una operación cuando se detecta un problema, adaptarse a las fluctuaciones de la demanda aumentando o reduciendo las líneas de ensamblaje, predecir dinámicamente fallas de las máquinas y enviar alertas, agregando flexibilidad y agilidad a las operaciones de fabricación.

Los avances en las tecnologías de operación de robots también están impulsando la rápida transición hacia la total autonomía en las operaciones. En lugar de estar limitados en espacio por motores y cables, los robots ahora pueden utilizar componentes sin contacto de proveedores como TTI que mejoran el rendimiento y la flexibilidad.

El mantenimiento predictivo es un ejemplo de cómo las tecnologías IIoT permiten a los fabricantes implementar una planificación adaptativa para optimizar los ciclos de producción. El mantenimiento predictivo aprovecha los datos de los sensores en tiempo real y el análisis predictivo para identificar posibles fallas en los equipos antes de que ocurran, lo que minimiza el tiempo de inactividad. TTI apoya una mayor adopción del mantenimiento predictivo mediante el suministro de sensores para diversas aplicaciones de IIoT.

En una economía digital impulsada por el software, los clientes se inclinan cada vez más por productos personalizados adaptados a sus necesidades. Las fábricas inteligentes abren nuevas oportunidades para la personalización y personalización de productos. Al aprovechar los datos de IoT en tiempo real, los ingenieros de planta pueden adaptar los procesos de producción para cumplir con los requisitos específicos de los clientes.

Las máquinas y sensores conectados a plataformas IIoT pueden aprovechar la automatización, agilizando la reconfiguración de las líneas de producción, reduciendo los tiempos de cambio y facilitando la producción de productos personalizados a escala. Esta flexibilidad con el diseño y las configuraciones permite a los fabricantes satisfacer las demandas de los clientes de manera eficiente y rentable.

Garantizar la calidad del producto es de suma importancia para los ingenieros de sistemas. El IoT industrial desempeña un papel vital en la mejora de los procesos de control de calidad.

Las plataformas IIoT integradas con inteligencia artificial y sistemas de computación en la nube han abierto puertas al análisis predictivo avanzado para los fabricantes. Los dispositivos IIoT generan enormes volúmenes de datos que pueden utilizarse para entrenar modelos de IA. Una vez entrenados, los modelos incorporan datos en tiempo real y ejecutan análisis para proporcionar información predictiva basada en datos. Al monitorear los indicadores clave de desempeño, los ingenieros pueden detectar rápidamente cualquier anomalía o desviación en el proceso de producción. Esta detección temprana permite una intervención rápida, evitando que lleguen a los clientes productos defectuosos.

Además, los ingenieros de sistemas pueden aprovechar el análisis predictivo habilitado por IoT para identificar posibles problemas de calidad antes de que surjan, lo que permite tomar medidas proactivas para mantener altos estándares de productos.

IIoT contribuye a diversas prácticas sostenibles en las plantas de fabricación. Los dispositivos y sensores conectados proporcionan monitoreo y optimización del consumo de energía en tiempo real. Los ingenieros de sistemas pueden identificar oportunidades de ahorro de energía e implementar estrategias de gestión de energía basadas en datos. Esto no sólo reduce el impacto medioambiental sino que también mantiene los costes bajos.

El IoT industrial permite a las fábricas alcanzar objetivos de sostenibilidad manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad operativa.

Los sistemas autónomos como drones y robots ahora pueden aumentar la fuerza laboral humana para realizar tareas en entornos peligrosos. Los drones pueden recopilar datos de unidades de producción en terrenos inseguros, como una plataforma petrolera en aguas profundas. Los robots pueden realizar tareas en temperaturas extremas que no son seguras para los humanos. Estas opciones mejoran la seguridad industrial y permiten mayor agilidad y flexibilidad en las operaciones.

El aumento en el uso de drones y robots está impulsando la demanda de componentes como antenas, GPS y sensores de posición, componentes de comunicaciones para RF y microprocesadores más rápidos. Los ingenieros de diseño deben garantizar que estos componentes cumplan con los requisitos de entornos hostiles y resistentes donde normalmente operan drones y robots.

La integración del IIoT en los procesos de fabricación introduce flexibilidad operativa, mejorando la eficiencia, la agilidad y la productividad. A medida que las fábricas adoptan tecnologías IIoT para estar completamente conectadas y automatizadas, las máquinas deben estar equipadas con conectores, sistemas de cableado y sensores que sean robustos, escalables y puedan enviar y recibir datos sin fallas. Estos componentes inteligentes se combinan mejor con interfaces de red confiables, software de simulación y controladores lógicos programables que puedan administrar grandes cantidades de datos, lo que permite capacidades de aprendizaje automático.

Los ingenieros pueden sopesar el valor de la certificación, el costo y el rendimiento de los componentes mientras diseñan máquinas y sistemas autónomos. TTI permite a los ingenieros tener más flexibilidad en el diseño al atender a diferentes componentes para diferentes mercados y casos de uso.

Se prevé que el mercado mundial de IIoT, de rápido crecimiento, alcance los 106.100 millones de dólares en 2026, frente a los 88.200 millones de dólares de 2023. TTI respalda el crecimiento del IIoT e impulsa la flexibilidad en la fabricación mediante el suministro de componentes y piezas en los que los ingenieros pueden confiar.

Sravani Bhattacharjee ha trabajado como líder tecnológica en Cisco, Honeywell y otras empresas, donde introdujo muchas innovaciones exitosas en el mercado. Como directora de Irecamedia, colabora con innovadores de IoT industrial para crear una visión, estrategia y contenido convincentes que impulsen la conciencia y las decisiones comerciales.