La automatización de procesos industriales no es algo nuevo, lleva décadas implementándose para mejorar la productividad y reducir costes de fabricación. Sin embargo, en los últimos años hemos entrado de lleno en una nueva era, la de la denominada Industria 4.0.
Tecnologías como la inteligencia artificial, el internet industrial de las cosas, el big data y por supuesto la robótica colaborativa, están impulsando la automatización a nuevos niveles antes inimaginables. En este artículo analizaremos el impacto y beneficios que aporta esta transformación digital a la industria moderna.
Robótica industrial: más allá de la cadena de montaje
Cuando pensamos en un robot industrial, probablemente nos venga a la mente la imagen de un brazo mecánico soldando o ensamblando en una cadena de producción. Sin embargo, la robótica actual va mucho más allá de este concepto.
Los robots industriales modernos son máquinas altamente flexibles y versátiles, capaces de desempeñar desde tareas sencillas de manipulación hasta operaciones complejas en todo tipo de entornos, tanto estructurados como no estructurados.
Algunos ejemplos de aplicaciones son:
- Montaje de piezas y utillajes.
- Soldadura y aplicación de adhesivos.
- Paletizado y manipulación de materiales.
- Inspección y control de calidad.
- Embalaje y etiquetado.
- Transporte autónomo de materiales dentro de la planta.
- Limpieza y desinfección de superficies.
- Recolección de información mediante sensores y escáneres 3D.
- Mantenimiento predictivo de maquinaria.
Y la lista se amplía cada día gracias a los avances en capacidades sensoras, destreza manipulativa, visión artificial, aprendizaje y movilidad autónoma.
Automatización flexible e inteligente
Uno de los paradigmas que está transformando la automatización industrial es el concepto de flexibilidad. Las demandas del mercado obligan a adaptar rápidamente los procesos para satisfacer nuevos requerimientos o variaciones en los productos.
La automatización flexible permite reconfigurar una misma línea de producción para distintos productos sin grandes modificaciones, incluso cambiando sobre la marcha entre distintos modelos. Esto se consigue gracias a tecnologías como:
- Robots colaborativos: trabajan cerca de los operarios de forma segura.
- Visión artificial: para identificación de piezas y procesos.
- AGVs: vehículos guiados autónomos que transportan materiales.
- RFID: etiquetas inteligentes para identificar productos y herramientas.
- IoT industrial: sensores y dispositivos conectados en red.
Mediante el análisis de datos en tiempo real y algoritmos de inteligencia artificial, las máquinas pueden tomar decisiones por sí mismas para auto-optimizar los procesos sobre la marcha.
Beneficios de la automatización en la industria
Los beneficios que aporta la implementación de soluciones de automatización industrial son múltiples:
Mejora de la productividad
Los robots trabajan sin descanso las 24 horas, los 7 días de la semana, sin disminuir su ritmo y precisión. Esto posibilita enormes incrementos de productividad.
Reducción de costes
Al eliminar tiempos improductivos y minimizar defectos, el coste por unidad producida se reduce significativamente.
Trazabilidad y optimización
Los datos masivos recogidos permiten analizar cada paso y tomar acciones correctivas, llegando a la optimización total de procesos.
Flexibilidad y adaptabilidad
Las líneas robotizadas se pueden reconfigurar para distintos productos sin parar la producción.
Mejora la seguridad
Los robots industriales pueden desempeñar tareas peligrosas para el ser humano sin riesgos para la salud.
Reduce la huella de carbono
La optimización de procesos minimiza el gasto energético y de materias primas.
En definitiva, las fábricas inteligentes y conectadas del presente ya son una realidad que aporta enormes ventajas competitivas.
Pasos para implementar la automatización industrial
Llevar a la práctica un proyecto de automatización requiere seguir unas fases bien planificadas:
1. Analizar los procesos actuales
Detectar los puntos críticos, cuellos de botella y oportunidades de mejora.
2. Definir los objetivos
Por ejemplo: reducir costes, aumentar capacidad, mejorar calidad, trazabilidad, etc.
3. Diseñar la solución óptima
Seleccionar tecnologías más adecuadas y realizar pruebas.
4. Implementación progresiva
Arrancar con una línea piloto para validar la solución antes de expandirla.
5. Formar al personal
Capacitar a los empleados en el uso y mantenimiento de los nuevos equipos.
6. Medir resultados
Confirmar que los objetivos de optimización son alcanzados.
7. Mejora continua
Utilizar los datos para identificar nuevas oportunidades de mejora.
Con esta hoja de ruta, la adopción de robots y sistemas automatizados resultará exitosa y permitirá rentabilizar rápidamente la inversión.
Principales tecnologías habilitadoras de la automatización industrial
Veamos brevemente algunas de las tecnologías más disruptivas que están impulsando la automatización 4.0:
Robots autónomos móviles (AMR)
Robots móviles capaces de navegar sin guías ni vallas para transportar materiales.
AGVs
Vehículos guiados autónomos que se desplazan con cargas entre puntos de una ruta programada.
Cobots
Robots colaborativos que interaccionan de forma segura con los humanos sin barreras.
Exoesqueletos
Estructuras mecánicas que se acoplan al cuerpo humano para aumentar su fuerza y resistencia.
Realidad aumentada
Superposición de información digital en tiempo real para guiar al trabajador.
Gemelos digitales
Simulación virtual de entornos físicos para su análisis y optimización.
blockchain
Asegura la trazabilidad e inmutabilidad de los datos de producción.
5G y Edge computing
Ultra-velocidad en la transmisión de datos para análisis en tiempo real.
Machine learning
Algoritmos que dotan de inteligencia a las máquinas para la toma de decisiones.
Sin duda, la combinación de estas tecnologías disruptivas seguirá revolucionando la industria en los próximos años.
La ciberseguridad, clave en la automatización industrial
A medida que los sistemas de control se vuelven más interconectados y accesibles de forma remota, crece también el riesgo de ataques informáticos que pueden paralizar la producción.
Por ello, garantizar la ciberseguridad debe ser una prioridad en cualquier proyecto de automatización industrial:
- Redes corporativas segregadas del exterior mediante cortafuegos.
- Actualizaciones constantes de software y parches de seguridad.
- Autenticación robusta para el acceso de usuarios y dispositivos.
- Cifrado de comunicaciones mediante VPN.
- Copias de seguridad y restauración ante ransomware.
- Monitorización continua para detectar amenazas tempranamente.
- Formación a los empleados para evitar brechas de seguridad.
Con estas medidas preventivas se puede disfrutar de todas las ventajas de la conectividad sin comprometer la disponibilidad de los sistemas productivos.
El futuro de la automatización industrial
Las perspectivas de evolución de la robótica y la automatización son fascinantes. Algunas tendencias emergentes son:
- Robots autónomos totalmente independientes de cualquier infraestructura guía.
- Exoesqueletos y realidad aumentada para dotar de super-sentidos y fuerza al trabajador.
- Gemelos digitales que replican la realidad física en su totalidad.
- Vehículos guiados, AGVs y robots coordinándose como enjambres.
- Integración total de sistemas cyber-físicos gracias al 6G y computación cuántica.
- Mantenimiento 100% predictivo y auto-correctivo.
- Interacción multimodal natural usuario-sistema (voz, tacto, gestos, etc).
En pocas palabras, la fábrica conectada, flexible e inteligente es ya una realidad en constante aceleración. Las empresas que no adopten la automatización 4.0 están condenadas a desaparecer frente a una competencia cada vez más global y ágil. El futuro será automatizado o no será.
Conclusiones sobre la robótica y automatización industrial
- La automatización inteligente con tecnologías 4.0 como la robótica colaborativa transforma la productividad de las fábricas.
- Permite fabricar lotes pequeños o unitarios de forma rentable, enfocándose al cliente.
- Gracias a la flexibilidad de robots y máquinas conectadas se optimizan los cambios entre productos.
- La analítica de datos masivos (big data) facilita la mejora continua de procesos.
- Garantizar la ciberseguridad es indispensable ante los crecientes riesgos.
- Pese a los mitos, la automatización crea nuevos empleos altamente cualificados.
- La innovación en robótica y digitalización es imparable. Las empresas deben adaptarse para ser competitivas.
En definitiva, la industria 4.0 no es una opción, es una necesidad para sobrevivir en el competitivo entorno global actual. Las ventajas y oportunidades que ofrece son enormes para quienes sepan adoptarla.