Los conceptos de “Smart Factory”, “Smart Manufacturing” y “Factory of the Feature” han aparecido recientemente aunque todavía no tienen significados estrictamente definidos; ahora se usan indistintamente, aunque el concepto de “Fábrica del Futuro” es más completo e incluye no sólo las “Fábricas Inteligentes”, sino también las empresas virtuales y digitales.
Definición de Fabricación Inteligente
Se define a la fabricación inteligente como sistemas de fabricación empresarial totalmente integrados que pueden responder en tiempo real a las condiciones cambiantes de fabricación, los requisitos de la cadena de suministro y satisfacer las necesidades del cliente. En esta definición, lo principal es “en tiempo real”, es decir lo más rápido posible. Estos objetivos se logran mediante el uso intensivo y completo de la tecnología de la información y los sistemas ciber físicos en todas las etapas de producción y entrega.
La fabricación inteligente, junto con el Internet industrial de las cosas, está en el corazón de la Industria 4.0 . Un rasgo característico de la Industria 4.0 son las instalaciones de producción totalmente automatizadas, donde todos los procesos se controlan en tiempo real y tomando en cuenta las condiciones externas cambiantes.
Dado que el concepto de “producción inteligente” es muy vago (a veces se entiende como robotización activa, automatización de la mayoría de los procesos de producción y gestión, e incluso simplemente innovación), y la transición a él se lleva a cabo en varias etapas, y se intenta dividir este concepto en tres; fábricas digitales, fábricas inteligentes (Smart) y fábricas virtuales.
Fábricas digitales, inteligentes y virtuales
Las fábricas del futuro generalmente se dividen en tres tipos principales: digital (digital), “inteligente” (inteligente) y virtual (virtual).
Fábrica digital
La principal tarea de la Fábrica Digital es el desarrollo de modelos de productos manufacturados utilizando herramientas de modelado y diseño digital. Estas herramientas comienzan a utilizarse en la etapa de investigación y desarrollo, y terminan con la creación de una “maqueta digital”, un “gemelo digital”, un prototipo, el lanzamiento de un pequeño lote o individual, productos personalizados según los requisitos del cliente .
Principales sistemas y tecnologías de una fábrica digital:
1.Sistemas CAD (sistema de diseño asistido por computadora)
2.PDM (Product Data Management) es un sistema de gestión de datos de productos.
3.PLM (Product Lifecycle Management) es un software de aplicación para la gestión del ciclo de vida del producto.
4.Máquinas CNC.
5.Impresoras 3D y otras tecnologías aditivas.
Fábrica inteligente
Las fábricas inteligentes tienen como objetivo la producción en masa de productos, manteniendo la máxima flexibilidad de producción. Esto se consigue gracias al alto nivel de automatización y robotización de la empresa. Los sistemas de control automatizados para procesos tecnológicos y de producción son ampliamente utilizados.
Los activos de fabricación de una empresa equipada con sensores y comunicaciones que utilizan el protocolo IPv6 son capaces de producir productos con poca o ninguna intervención humana. Las tecnologías de procesamiento de big data permiten hacer frente a los flujos de información dramáticamente incrementados provenientes de sensores y sistemas de control automatizados.
Principales sistemas y tecnologías de una fábrica inteligente:
- APCS es un sistema de control de procesos automatizado.
- APS (planificación y programación avanzadas): planificación de producción sincrónica (avanzada).
- MES (Manufacturing Execution System) es un sistema de control de procesos de producción.
- IoT (Internet industrial de las cosas)
- Big Data
Fábrica virtual
La fábrica virtual es una red de fábricas digitales e inteligentes que también incluye proveedores de materiales, componentes y servicios. En una fábrica de este tipo se utilizan sistemas de gestión empresarial automatizados para administrar las cadenas de suministro globales y los activos de producción distribuidos. Con el grado de integración adecuado, permiten desarrollar y utilizar un modelo virtual de todos los procesos organizativos, tecnológicos, logísticos y otros que tienen lugar no solo en la empresa, sino a nivel de activos de producción distribuidos y cadenas de suministro globales, hasta al servicio postventa.
Principales sistemas y tecnologías de una fábrica virtual:
- ERP (Enterprise Resource Planning): planificación de recursos empresariales.
- CRM (Customer Relationship Management) es un sistema de gestión de relaciones con los clientes.
- SCM (Supply Chain Management): gestión de la cadena de suministro.
Etapas de implementación de las fábricas inteligentes
Alrededor del mundo se están implementando proyectos para construir nuevas empresas, lo más cerca posible de la implementación del concepto de Smart Factory e incluso Virtual Factory. El servicio de los productos se llevará a cabo de forma gradual y con el máximo aprovechamiento de los activos de producción existentes. La secuencia de la transición depende significativamente de las características específicas de la empresa y la disponibilidad de nuevas tecnologías.
Las empresas deben pasar por las siguientes etapas para implementar el concepto de Smart Factory y sentar las bases para la transición posterior a la Fábrica Virtual.
Digitalización de la producción.
Dotación de personal con plataformas móviles, instalación de sensores y controladores industriales en equipos. Instalación de nuevos equipos, que ya están inicialmente equipados con interfaces digitales. Identificación de objetos físicos de la empresa.
Proporcionar redes.
La tarea de recopilar datos de sensores en tiempo real se puede resolver conectando todos los dispositivos y sensores a la plataforma IT-Enterprise IIoT. El intercambio operativo de información entre empleados es proporcionado por la red social corporativa IT-Enterprise.Hubber.
Construyendo un gemelo digital de la empresa.
Resolver el problema de visualizar el estado real de las cosas en la empresa. Desarrollo de reglas claras mediante las cuales es posible identificar desviaciones de la norma que han ocurrido durante la ejecución de procesos productivos y comerciales.
Sincronización de datos
Proporcionar, a través de plataformas móviles, sincronización de los datos del sistema de planificación automatizado y los datos recibidos del equipo, pronta adecuación de planes. Asegurar la confiabilidad y utilidad de la información operativa.
Planificación en tiempo real
Transición a tareas de planificación en tiempo real en base a información confiable sobre el curso de los procesos productivos.
Respuesta automática
Proporcionando una respuesta automática del sistema de control a la mayoría de situaciones de producción. Es decir, se trata de una solución que se desarrolla individualmente para un equipo específico, que se configura individualmente y gracias a esto el sistema podrá desencadenar reacciones automáticas a eventos de producción desde producción.
Reto de las smart factories
La fabricación inteligente presenta un reto para las empresas en la comprensión de las tecnologías y la implementación de los nuevos sistemas de producción. En muchos casos una transición en empresas tradicionales puede ser más difícil que buscar la construcción de una nueva fábrica donde la base de la innovación se presente desde el diseño e infraestructura del edificio.
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