Las señales de la demanda predecibles y consistentes son cosa del pasado. Hoy en día, los fabricantes operan en un entorno complicado y deben aprovechar todas las ventajas disponibles para mantenerse competitivos en el mercado mundial. Por eso, diversos factores como la calidad del producto, la eficiencia en la fabricación, el tiempo de entrega y la disponibilidad se han vuelto más importantes.

Para hacer frente a estos desafíos, cada vez más fabricantes están considerando aprovechar los diversos sistemas de automatización industrial y las capacidades de fabricación inteligente más innovadoras del mercado.

Pero, ¿qué son exactamente los sistemas de automatización industrial y por qué las industrias manufactureras deberían invertir en ellos?

La automatización industrial se entiende generalmente como el uso de sistemas y equipos de control que incluyen robots, sensores y ordenadores para manejar diferentes procesos que solían realizar los operadores de forma manual. Estos sistemas funcionan sin intervención humana significativa y no requieren supervisión, lo que resulta en el funcionamiento automático de operaciones de fabricación repetitivas. El proceso de automatización generalmente incluye dispositivos como PC, PLC (controladores lógicos programables), PAC (controladores de automatización programables) y varios sistemas de comunicación industrial.

En el ámbito de la industrialización, las soluciones de automatización representan un nuevo avance en el proceso de mecanización. Mientras que la mecanización se utiliza en los procesos en los que se manejan herramientas eléctricas, en la automatización, las máquinas y los comandos de programación lógica asumen completamente las tareas de los trabajadores.

Ventajas de la automatización industrial

Inicialmente, el propósito principal de la automatización era aumentar los niveles de productividad, reducir los costes asociados con la fabricación, como los salarios laborales, y aumentar así los beneficios. Sin embargo, gracias al avance de la tecnología utilizada en la automatización, hoy en día, las ventajas de estos sistemas han aumentado de forma extraordinaria. A continuación, detallamos las principales razones por las que las empresas deciden iniciar un proceso de automatización industrial:

• Alta productividad:

las empresas manufactureras pueden contratar a cientos de trabajadores y hacer que trabajen hasta tres turnos para aumentar la tasa total de producción. Los robots, por otro lado, pueden operar las 24 horas del día y los 7 días de la semana a un ritmo constante y continuo, lo que resulta en un aumento significativo de la productividad general de la empresa.

• Mejora de la calidad del producto:

los robots industriales no experimentan fatiga ni pierden la concentración como sucede con los trabajadores humanos. Son capaces de completar incluso las tareas más complejas y repetitivas un número infinito de veces exactamente de la misma manera. Por lo tanto, ayudan a eliminar los errores humanos y a mantener una calidad de producto consistente.

• Alta flexibilidad:

la implementación de una nueva tarea en una cadena de montaje tradicional requiere horas y horas de capacitación de los operadores e incluso después de la capacitación aún se necesita algún tiempo hasta que los operadores se acostumbran al nuevo proceso. Por otro lado, dependiendo del tipo de solución automatizada, algunos tipos de robots se pueden reprogramar fácilmente para realizar cualquier tarea. Posteriormente, los procesos y métodos optimizados se pueden implementar inmediatamente en el proceso de producción, lo que resulta en tiempos de inactividad prácticamente nulos.

• Información más precisa:

la recopilación manual de datos es propensa a errores humanos y, por lo tanto, puede ocasionar en costes adicionales. Con los sistemas de automatización industrial, que recopilan datos automáticamente, los gestores pueden obtener métricas detalladas y precisas con la frecuencia necesaria. La precisión de la información permite a los gestores tomar las decisiones correctas.

•  Reducción de costes:

la inversión inicial, bastante elevada, incluida en la implantación de la automatización industrial se traducirá en importantes ahorros de costes en los salarios de los operadores. Una vez que el robot se instale, los únicos costes son la energía requerida para el proceso de producción y los gastos de mantenimiento. Además, los robots optimizan el proceso de producción y, por lo tanto, el riesgo de interrupciones en la cadena de producción que podrían conducir a costes adicionales se reduce al mínimo.

• Mejor seguridad:

por último, pero no menos importante, la automatización industrial tiene un gran impacto en la mejora de la seguridad en el trabajo y la protección de los empleados. Muchos procesos industriales implican trabajar en malas condiciones. Los robots tienen la capacidad de manejar todas las tareas peligrosas, como recoger objetos pesados, manejar productos químicos peligrosos o trabajar a temperaturas elevadas.

Además, gracias a los beneficios que ofrecen, las soluciones de automatización pueden desempeñar un papel importante para ayudar a las empresas a retomar el rumbo después del brote del coronavirus. Más información sobre el impacto de la COVID-19 en la automatización industrial en la entrevista con Branislav Pulis, vicepresidente de ventas y marketing de Photoneo.

Tipos de automatización industrial

Ahora que hemos explicado algunos de los principales beneficios de la automatización, pasaremos a explicar los diferentes tipos de sistemas de automatización industrial. Dependiendo del grado de adopción y los requisitos de producción, las empresas que deciden participar en la integración de soluciones automáticas disponen de diferentes tipos de sistemas de automatización. Por lo general, se clasifican en tres categorías principales: fija (dura), programable y flexible (blanda). Cada una responde a diferentes necesidades de producción.

Automatización fija (dura)

Los sistemas de automatización que entran dentro de esta categoría se utilizan para realizar tareas singulares y altamente repetitivas con el objetivo de satisfacer las necesidades de alta producción mejorando su eficiencia. Estos sistemas son rápidos, estables, precisos y seguros. Sin embargo, una vez que están instalados, son fijos y es relativamente difícil reconfigurar el equipo. Por lo tanto, son ideales para procesos que permanecen consistentes en el tiempo y con un alto volumen de carga.

Los sistemas de automatización fijos se pueden encontrar en procesos de ensamblaje automatizados (como en la industria automotriz), procesos de fabricación química, sistemas de transporte de materiales y procesos de revestimiento.

Automatización programable

En este tipo de automatización, la configuración del equipo, así como la secuencia de operaciones, se pueden cambiar modificando el programa de control. Por lo tanto, la automatización programable es la más adecuada para los procesos de producción por lotes, en los que el equipo de producción debe reconfigurarse según el producto que se esté fabricando en ese momento. Sin embargo, la reprogramación del sistema es muy compleja y requiere mucho tiempo para su configuración. Además, en la mayoría de los casos, el equipo debe reconfigurarse tanto a nivel de software como de hardware.

En general, las tasas de producción en este tipo de automatización son más bajas que en la automatización fija. Se utiliza principalmente en industrias con un volumen de producción de medio a alto. Algunos ejemplos de sistemas de automatización programables incluyen máquinas herramienta de control numérico, robots industriales y laminadoras de acero.

Automatización flexible (blanda)

Similar a la automatización programable, los sistemas flexibles, a menudo denominados blandos, proporcionan flexibilidad para cambiar de producto. Sin embargo, se distingue de esta en que los cambios de producto se realizan a través del sistema de control sin utilizar el equipo de producción. La reprogramación se puede realizar de forma rápida y automática, eliminando los tiempos muertos debido a la configuración de las máquinas. Por este motivo, se espera que la automatización flexible experimente un auge en los próximos años.

Los sistemas de automatización flexibles permiten a los fabricantes producir una mezcla de diferentes productos uno tras otro, sin la necesidad de agrupar productos idénticos en lotes separados. Son los más adecuados para entornos de producción donde los requisitos de producción se desarrollan y cambian continuamente. Ejemplos de sistemas de automatización flexibles incluyen máquinas CNC multipropósito y vehículos guiados automáticos.

Conclusión

En Photoneo somos conscientes de los beneficios que las soluciones automatizadas brindan a las empresas manufactureras y por eso queremos ayudar a apoyar su implementación.

Nuestras soluciones de automatización se basan en una poderosa combinación de visión artificial 3D e inteligencia robótica desarrollada por nosotros mismos.

Nuestros sistemas de visión 3D de grado industrial proporcionan alta resolución y precisión, gran volumen de escaneo y profundidad de campo, así como alta velocidad de escaneo para lograr los tiempos de ciclo más cortos posibles. El escáner 3D PhoXi es la solución de mayor calidad para capturar escenas estáticas, mientras que la MotionCam-3D es la cámara 3D de escaneo de área instantánea de mayor resolución y precisión para capturar escenas en movimiento.

La combinación de estos sistemas de visión 3D con algoritmos avanzados de IA dio lugar a las soluciones inteligentes de automatización de recogida y colocación de Photoneo que permiten el reconocimiento y la localización de diversos tipos de objetos mixtos, ya sean de diferentes tamaños, formas, materiales, colores o posiciones. Nuestra red neuronal convolucional ha sido entrenada con enormes bases de datos de objetos y puede adaptarse perfectamente a nuevos datos y reconocer rápidamente nuevos tipos de elementos que nunca ha «visto» antes. Nuestros sistemas basados en IA pueden utilizarse para la descarga automatizada de palets cargados con cajas mixtas, la individualización y clasificación de grandes flujos de paquetes, o la recolección de contenedores de varios tipos de artículos.

Nuestro Bin Picking Studio, que utiliza modelos CAD, ofrece un enfoque diferente para el bin picking. Este versátil software de inteligencia robótica es capaz de localizar y elegir incluso objetos pequeños, metálicos, brillantes y superpuestos en un contenedor y colocarlos en una ubicación y posición deseadas.

Las soluciones de automatización de Photoneo pueden proporcionar todos los beneficios descritos anteriormente en todo tipo de aplicaciones industriales, incluidas las industrias de logística, comercio electrónico, automotriz, alimentaria y médica, y muchas otras. Por un lado, ayudan a aumentar la productividad, la eficiencia, la calidad del producto y la flexibilidad en la fabricación. Además, mejoran la precisión de los datos y, en consecuencia, reducen los costes adicionales resultantes de errores humanos. Otro gran beneficio de implementar soluciones automatizadas es la mejora de la seguridad, ya que se pueden utilizar para manejar condiciones de trabajo peligrosas.