El IoT se está convirtiendo en una parte inseparable de la industria manufacturera. ¿Qué se puede hacer al combinar la fabricación y la IoT y qué beneficios aporta? Presentaremos la relación entre la fabricación y la IoT, y ejemplos de iniciativas de IoT en la industria manufacturera.
¿Cuál es la relación entre la fabricación y el IoT?
La industria manufacturera y el IoT tienen una fuerte afinidad, y el uso del IoT se está convirtiendo en algo natural para la industria manufacturera. ¿Cómo se ha adoptado el IoT en la industria manufacturera?
El significado y el papel cada vez mayores de la IoT
IoT es una abreviatura de Internet de las cosas, y en Japón se llama «Internet de las cosas». Tradicionalmente, solo se conectaban a la red dispositivos limitados, como ordenadores y teléfonos móviles. Sin embargo, con el IoT, todas las cosas se pueden conectar a Internet y los datos que se obtienen de ella permiten comprender el estado de las cosas y operarlas a distancia.
Los sensores se utilizan para recopilar datos. Los sensores convencionales no pueden detectar datos detallados y, aunque pudieran, los datos son grandes, lo que dificulta su envío y recepción. Además, si los datos se enviaban desde sensores conectados a todas las cosas, era imposible que las redes de comunicación convencionales pudieran gestionarlos.
Este problema se resolvió mediante el desarrollo de la tecnología de sensores y la evolución de la tecnología de red (comunicación). Se puede decir que estos avances tecnológicos han hecho posible la aplicación práctica y la difusión del IoT.
El uso de IoT no se limita a la visualización de información y la operación remota. Los datos recopilados por el IoT se acumulan en forma de macrodatos, y las posibilidades de su uso se amplían aún más mediante el análisis mediante IA. Como se denomina Internet de las Cosas, anteriormente el IoT solo se aplicaba a las cosas, pero sus posibilidades de uso son cada vez mayores. Los movimientos de las personas, el contenido de su trabajo y las complejas conexiones entre ellas también están cambiando para ser utilizados por el IoT.
La conexión entre la fabricación y el IoT
Tradicionalmente, el uso de sensores ha sido importante en la industria manufacturera. Los dispositivos de control, como los PLC y los PC industriales, no pueden funcionar sin las señales enviadas por los sensores. El uso de sensores ha sido esencial para automatizar la producción. De esta forma, el IoT se ha adoptado en la industria manufacturera, donde el uso de sensores y datos se ha generalizado tan pronto como apareció. Por ejemplo, al introducir la tecnología IoT en las máquinas de fabricación, es posible obtener información sobre el estado operativo y los datos de calidad, y visualizarlos y analizarlos. Además, la tecnología IoT se ha vuelto indispensable para la industria manufacturera a fin de mejorar la eficiencia de la producción.
En el «Libro blanco de fabricación» del Ministerio de Economía, Comercio e Industria de 2017 », el departamento de fabricación fue el más común, con un 44,8%, como el «departamento líder en la recopilación y utilización de datos». Esta recopilación y utilización de datos mediante IoT ha sido ampliamente adoptada no solo por las grandes empresas, sino también por las pequeñas y medianas empresas. Sin embargo, desde la subsiguiente Encuesta de 2018 , el departamento central responsable de la recopilación de datos se ha trasladado a los departamentos de gestión y estrategia empresarial, y el porcentaje de empresas que trabajan en la recopilación de datos ha disminuido en la encuesta de 2019. Además, la encuesta de 2020 mostró que el porcentaje de empresas que realmente utilizan datos no ha aumentado, lo que pone de relieve el hecho de que la utilización de los datos es un desafío para las empresas japonesas.
Por lo tanto, si bien existe un gran potencial en el uso de datos a través de IoT, se puede observar que la adopción no ha progresado más allá de un cierto nivel. El vínculo entre la fabricación y el IoT puede mejorar considerablemente la productividad en la fabricación. Debido a estos cambios tan importantes en la estructura industrial, se dice que el uso de datos a través de IoT será la cuarta revolución industrial.
Ventajas del uso del IoT en la fabricación
¿Cuáles son los beneficios de introducir y utilizar el IoT en la industria manufacturera y qué será posible? Hay varias formas posibles de usarlo según la industria y el modelo de negocio, pero los siguientes son algunos de los beneficios comunes a la industria manufacturera:
Automatización, ahorro de mano de obra y ahorro de mano de obra en los procesos de producción
Los ejemplos típicos de automatización en la industria manufacturera incluyen la automatización de los procesos de transporte mediante máquinas de transporte y la automatización de los procesos de procesamiento mediante robots. Convencionalmente, estos tipos de equipos automatizados realizaban operaciones fijas de acuerdo con programas establecidos. Sin embargo, el IoT permite conocer el estado de los equipos en tiempo real, lo que permite responder rápidamente cuando se producen problemas. Además, los procesos que antes requerían trabajo manual in situ o supervisión visual ahora pueden operarse y supervisarse de forma remota. Esto permite a los trabajadores ser responsables de varios sitios, lo que promueve el ahorro de mano de obra y mano de obra. De esta manera, el IoT permite automatizar los procesos de producción y ahorrar mano de obra y mano de obra.
Lograr un mantenimiento predictivo y mejorar las tasas de operación
Con el IoT, es posible detectar señales de anomalías mediante el análisis de los datos enviados desde cada parte del equipo y evitar que se produzcan problemas con antelación. Al analizar los datos recopilados con IA, se espera que la precisión de la prevención de problemas aumente y que también sea posible tratar los problemas cuando ocurran. Al detectar los signos de fallo de la máquina a tiempo, resulta más fácil establecer el tiempo de mantenimiento según se desee. El mantenimiento se puede realizar en días y horas en los que la máquina no está programada para estar en funcionamiento, lo que garantiza el tiempo de actividad de la máquina.
Utilización de datos para mejorar las operaciones
Los datos recopilados por IoT se pueden usar no solo para ver la situación en tiempo real, sino también para mejorar las operaciones al acumularlos y analizarlos. Los movimientos de personas y objetos en el sitio se pueden captar mediante dispositivos portátiles y etiquetas IC, y esto se puede utilizar para mejorar la eficiencia del flujo de tráfico y el volumen de movimiento. Además, los datos enviados por los sensores de las herramientas y los equipos se pueden recopilar para trabajar en el proceso de producción, y los datos se pueden acumular analizando los movimientos de las personas mediante el procesamiento de imágenes. Los resultados del análisis se pueden utilizar para estandarizar las operaciones y considerar métodos de trabajo más eficientes.
Uso en el desarrollo de productos y en la innovación de modelos de negocio
La incorporación del IoT en los productos y tecnologías de fabricación de su empresa puede conducir al desarrollo de nuevos productos. Muchas empresas ya han desarrollado productos que incorporan IoT para añadir funciones como la supervisión y el funcionamiento remotos. Además de añadir directamente funciones como esta, el IoT también se puede utilizar para proporcionar servicios posventa y proponer mejores productos mediante el análisis del uso. Además, el uso del IoT en su empresa puede ayudarle a diferenciar los productos y servicios que fabrica de los de otras empresas. El uso de IoT también puede ayudar a establecer nuevos modelos de negocio que nunca antes se habían visto.
Puntos clave para introducir el IoT en la fabricación
Al introducir el IoT en la industria manufacturera, puede esperar mejores resultados si presta atención a los siguientes puntos.
Clarificar el problema y los objetivos
Antes de introducir el IoT, es necesario aclarar por qué es necesario el IoT y qué problemas se quieren resolver con el IoT. Si estas cosas no están claras, no podrá utilizar plenamente el IoT y no podrá aprovechar los beneficios de introducirlo. Para aclarar el propósito de la introducción, comience por realizar un análisis del trabajo en el proceso de producción e identificar los problemas de cada proceso. A partir de aquí, considere qué tipo de tecnología de IoT se puede introducir para resolver los problemas.
De esta manera, es importante aclarar los problemas y el propósito antes de introducir el IoT.
Adopción de IoT paso a paso
La introducción de una tecnología IoT compleja de una sola vez no solo puede causar confusión en el taller, sino que también puede reducir la eficiencia de la producción. También es necesario tener en cuenta que habrá un cierto número de empleados que son reacios a los nuevos sistemas y métodos de trabajo. Para empezar a utilizar el IoT sin agravar estos problemas, la introducción se realizará en cuatro etapas: recopilación, acumulación, visualización y análisis de datos.
Los sensores y las cámaras se instalan en los equipos de producción para preparar el entorno de recopilación de datos.
A continuación, se asegura un lugar para acumular datos. En este momento, también se decide si acumularlo en la nube o almacenarlo internamente. Si es necesario mejorar la velocidad de procesamiento y la seguridad de los datos, recomendamos utilizar la computación perimetral, que permite el procesamiento distribuido.
A partir de los datos acumulados de esta forma, procederemos a visualizar el estado de la producción mediante un sistema. Será posible comprender la situación en tiempo real incluso durante la configuración o cuando se detecte una anomalía.
Los datos acumulados se analizarán y se utilizarán para descubrir el siguiente problema y resolverlo.
Al seleccionar e introducir la solución adecuada para cada una de estas cuatro etapas, será posible crear un sistema que se adapte a la escala de producción y al tipo de negocio de su empresa.
Evolución y profundización de los métodos de utilización de datos
Al implementar estas cuatro etapas, es posible construir un sistema que sea fácil de usar en el sitio, y también surgirán ideas de mejora para mejorar aún más la eficiencia. En lugar de simplemente visualizar los datos y terminar con ellos, los beneficios de implementar la IoT pueden incrementarse aún más si se piensa en los usos futuros, como la mejora continua de los problemas y su aplicación a nuevas empresas.
Iniciativas de IoT de la industria manufacturera
La industria manufacturera y el IoT son altamente compatibles, y su introducción y utilización han generado una variedad de beneficios. Sin embargo, incluso dentro de la industria manufacturera, el uso del IoT varía mucho según las características y el tipo de producto, y el proceso y método de fabricación. La introducción del IoT en la industria manufacturera se está convirtiendo en la norma, pero también hay muchas empresas que están llevando el uso del IoT un paso más allá de la simple visualización del estado de la producción. Veamos algunos ejemplos de cómo las empresas de fabricación utilizan el IoT.
Combinar la artesanía con el IoT para reducir el tiempo de trabajo
En una fábrica de teñido establecida desde hace mucho tiempo, los materiales de prueba se tiñen como pruebas de muestra antes de recibir un pedido. Anteriormente, este proceso tardaba unas dos semanas y existía el riesgo de que se perdieran pedidos debido a la falta de contenedores de teñido durante los períodos de mayor actividad. Además, la mezcla de colores se realizó según la intuición del artesano, lo que resultó en errores sutiles.
Es por eso que se introdujeron un sistema de gestión empresarial y CCM (Computer Color Matching). Al registrar los patrones de tintes y materiales en el sistema CCM, los juicios que antes se basaban en la intuición del artesano fueron reemplazados por datos digitales. Esto ha llevado a la estandarización de la calidad del teñido y a una reducción significativa del tiempo de trabajo. Además, el sistema de gestión empresarial gestiona de forma centralizada el contenido de los pedidos, las fechas de entrega y el estado del trabajo, lo que permite conocer el estado de progreso dentro de la fábrica.
Los sensores detectan y eliminan las causas de los defectos
Las fábricas que fabrican sensores, que son esenciales para la IoT, también han logrado mejorar la eficiencia al promover aún más el uso de la IoT. Una empresa que fabrica sensores industriales de alta precisión ha creado un sistema que utiliza un sistema de gestión de la producción para pedir automáticamente las 10 000 piezas manipuladas durante la producción. Al mismo tiempo, ha permitido una gestión adecuada del inventario y el suministro de las piezas necesarias en el momento necesario.
Al automatizar estas tareas, han logrado crear tiempo para el trabajo creativo, como la fabricación y la mejora de productos con un alto valor agregado.
Evite errores mediante la implementación de IoT en las instrucciones de fabricación y los sistemas de producción
Una empresa que fabrica los aditivos (masterbatches) necesarios en el proceso de fabricación de los productos de resina solía trabajar de acuerdo con las instrucciones de fabricación impresas en papel. Numerosas materias primas se pesaron, registraron, mezclaron e inspeccionaron manualmente, pero el error humano fue un problema. Al introducir un sistema de pesaje que utilizaba tecnología IoT y vincularlo al sistema central, también se automatizaron las instrucciones de fabricación. Esto redujo el uso y el pesaje incorrectos de las materias primas, y los registros se ingresaron y emitieron automáticamente, lo que redujo las horas de trabajo y mejoró considerablemente la productividad laboral.
El IoT hace visibles las operaciones de los hornos de tratamiento térmico y acelera la respuesta
En una empresa que realiza tratamientos térmicos de metales, era necesario comprobar con frecuencia el estado de funcionamiento de los hornos de tratamiento térmico no tripulados durante la noche para poder hacer frente a la situación cuando se detenían debido a un problema. Al introducir un sistema de monitoreo de IoT, el administrador ahora puede monitorear y operar el horno de forma remota. También ha logrado aumentar la seguridad al permitir que el horno se detenga inmediatamente en caso de una emergencia, como un desastre.
Gestión eficiente de productos mediante la conexión directa de las máquinas de fabricación y la gestión de la producción
Las empresas que realizan molduras de plástico han introducido máquinas de moldeo de varios fabricantes y han gestionado sus datos en papel. En respuesta a esta situación, el sistema de gestión de producción recientemente introducido puede conectarse a máquinas de moldeo de diferentes fabricantes y también puede acumular y analizar datos de producción. El análisis de datos permite pronosticar futuros pedidos y gestionar el inventario de manera adecuada, y la eficiencia del trabajo de gestión de la producción ha mejorado la precisión de todo el sistema de producción.
El IoT cambiará drásticamente la industria manufacturera
El IoT ya está transformando la industria manufacturera y se espera que la forma en que se utilizan los datos en la producción siga cobrando más importancia en el futuro. La recopilación de datos de las máquinas y equipos utilizados en la producción es un hecho, y el hecho de que esos datos se puedan utilizar o no tendrá un gran impacto en la productividad.
En la industria manufacturera, donde la productividad varía mucho según el ciclo de producción, también se requerirá un rendimiento en tiempo real en la utilización de los datos. Dado que el rendimiento de los datos en tiempo real afecta al funcionamiento de los equipos y robots de fabricación, la velocidad de procesamiento y transmisión en IoT es importante. En este momento, la computación perimetral está atrayendo la atención como una tecnología que mejora el rendimiento de los datos en tiempo real. Al combinar la IoT y la computación perimetral, la utilización de datos en la industria manufacturera puede tener posibilidades aún más amplias.
Para obtener una descripción general de la computación perimetral, consulte también este artículo:
¿Por qué llama la atención la computación perimetral? ¿Cuál es la diferencia entre la nube y las instalaciones? | Blog de Stratus
Computación perimetral industrial sin intervención «ztC Edge»
