Alimento para el Gemelo Digital

¿Por qué las empresas siguen avanzando con la digitalización de sus procesos? La respuesta es porque quieren mejorar su posición en el campo competitivo global, ajustando de forma flexible la producción en línea con los nuevos requisitos de los clientes, implementando un programa de producción más amplio, sin aumentar los costos y mejorando la calidad de los productos que fabrican. Al mismo tiempo, muchos procesos, especialmente aquellos involucrados en la producción, ya están altamente automatizados o difícilmente pueden ser realizados solo por robots. El uso de un sistema locativo inteligente y efectivo también permite lograr una ventaja competitiva adicional a través de la digitalización en este sentido.

¿Cómo puede una planta de producción ser mejor y más flexible, pero también menos costosa? Los ingenieros de producción están desarrollando nuevos conceptos para explotar más eficazmente las posibilidades que ofrecen los gemelos digitales, que son réplicas generadas por computadora de todos los procesos y objetos de producción. Este enfoque pone en tela de juicio la línea de producción de flujo tradicional, un método de producción que durante muchos años llevó a una fuerte disminución en los costos de producción por unidad. Sin embargo, la línea de producción se muestra inflexible y costosa cuando se necesitan realizar ajustes rápidos de producción o cuando se deben fabricar ciertas variantes en estaciones de procesamiento especiales. Es por eso que los nuevos conceptos se centran en los vehículos guiados automáticamente (AGV por sus siglas en ingles Automatic Guided Vehicle) en lugar de en la tecnología de transportadores fijos. En esta configuración, los vehículos de transporte llevan las piezas de trabajo de una estación de procesamiento a otra. La ventaja aquí es que se pueden omitir segmentos específicos para variantes simples y se puede suspender el trabajo de fabricación de baja prioridad en cualquier momento. Si una máquina está sobrecargada constantemente, simplemente se agrega una segunda máquina al proceso y los AGV luego la suministran dinámicamente con piezas de trabajo según sea necesario.

Los sistemas de localización basados ​​en radio, que registran todos los movimientos de los objetos en tiempo real y envían los datos correspondientes a un sistema de control, y los AGV individuales forman la base para este tipo de producción flexible. Simatic RTLS (Sistema de localización en tiempo real) de Siemens es un ejemplo de dicha plataforma de ubicación. RTLS envía datos a los AGV en su posición y también brinda coordenadas de destino, lo que significa que puede dirigir dinámicamente los vehículos a las máquinas de procesamiento correctas, teniendo en cuenta la utilización actual de la capacidad de la máquina y la prioridad de los trabajos de producción específicos. Además, Simatic RTLS utiliza una estructura en la que los anclajes o puntos de ubicación se instalan en una fábrica a distancias regulares entre sí, creando algo parecido a una red Wi-Fi, que cubre toda el área de producción. Todos estos anclajes ubican los transpondedores montados en robots, los AGV, las piezas y las máquinas. Determinan estas posiciones en fracciones de segundo y usan una puerta de enlace para enviar las coordenadas al administrador local, que luego envía los datos a las aplicaciones de destino.

Apoyo invisible para los operadores

Los conceptos digitales también pueden respaldar lo que al principio parece ser un objetivo contradictorio, es decir, reducir el grado de automatización. Los operadores especializados todavía se utilizan en muchos pasos de producción, especialmente para montar componentes, porque tales tareas son demasiado complejas para que los robots puedan realizarlas. La ventaja aquí es que un ser humano puede trabajar en muchos componentes diferentes sin tener que someterse a un entrenamiento especial cada vez o ser guiado por sensores (por ejemplo, cámaras). Sin embargo, Los humanos también cometen errores. Pueden montar el componente equivocado o usar el par de torsión incorrecto para apretar los pernos, errores que son muy poco probables que cometan los robots.

Un sistema de localización como Simatic RTLS puede brindar asistencia igualmente al comparar los procesos que se llevan a cabo en la fábrica con el gemelo digital del producto que se está fabricando. Esto permite, por ejemplo, configurar automáticamente una llave dinamométrica mediante la ubicación tridimensional de la herramienta. Esto es posible, haciendo que el control de la llave inglesa "superponga" esta posición sobre el modelo digital del producto en cuestión para identificar el tornillo específico que se está apretando. Todo esto sucede en tiempo real sin la intervención de un trabajador, lo que significa que el sistema de control digital acompaña los procesos sin que estos se modifiquen de manera perceptible. El gemelo digital brinda un apoyo invisible pero también extremadamente útil para el operador. Además, RTLS envía datos adicionales al gemelo digital del sistema de producción para fines de documentación.

Sin embargo, el sistema de radiolocalización de Siemens también ofrece otro beneficio importante, ya que puede usarse como infraestructura para un gran número de aplicaciones, de la misma manera que las redes de comunicaciones, que también admiten muchas aplicaciones diferentes. De esta manera, Simatic RTLS permite implementar diversos procesos logísticos para las plantas de producción. Si un trabajador usa un guante equipado con un transpondedor RTLS, por ejemplo, el sistema RTLS puede monitorear los materiales utilizados en una estación de ensamblaje, y si el operador retira accidentalmente el material del estante incorrecto, el sistema emitirá una advertencia. Si los materiales de producción móviles, como herramientas, transportadores o contenedores, están equipados con transpondedores, los datos sobre su utilización real y las tasas de rotación se pueden utilizar para optimizar los inventarios, ya sea haciendo que las partes estén disponibles en las secciones neurálgicas o reduciendo el número de piezas almacenadas que se utilizan con poca frecuencia. RTLS también puede seguir sin problemas el progreso de una pieza de trabajo para documentar automáticamente los pasos de procesamiento individuales y agregar sucesivamente los datos correspondientes al gemelo digital.

Ya sea que se trate de AGVs y robots, o trabajadores especializados, el sistema de radiolocalización en tiempo real de Siemens hace posible implementar de manera confiable nuevos conceptos de producción al hacer que la función de radiolocalización automática establezca un puente entre los gemelos digitales y los productos y sistemas analógicos en los que se basan.  En otras palabras, RTLS y sistemas similares prepararán el camino para la fábrica dinámica, flexible y, sobre todo, competitiva del futuro.

Suscríbete a nuestro Newsletter

Mantente actualizado todo el tiempo: todo lo que necesitas saber sobre electrificación, automatización y digitalización.