La Fabricación Avanzada

La Fabricación Avanzada
La 4ª revolución industrial,
la industria 4.0
El vertiginoso desarrollo de la Sociedad de la
Información en los últimos años no solo está
impactando de manera esencial en las actividades
sociales y culturales, sino también en el mundo
económico y productivo. La constante aparición
de nuevas tecnologías que facilitan la creación,
distribución y manipulación de la información
han supuesto un perfecto caldo de cultivo para la
llegada de la 4ª revolución industrial. Una nueva
era en la que la interconexión es la clave.
Esta interconexión y este diálogo se produce
entre máquinas (M2M), entre máquinas y
operarios (robótica colaborativa), entre los
procesos, entre las funciones internas, con las
empresas e incluso con el sector. Si además
vinculamos este hecho al fenómeno de la
automatización y robotización masiva, las
posibilidades son infinitas.
Esta convergencia digital pone de manifiesto la
vital importancia del tratamiento de la ingente
cantidad de información generada (Big Data) y
nos presenta beneficios tan atractivos como:
• La obtención inmediata de información de
planta y sus consiguientes acciones de ajuste,
• Una mayor flexibilidad productiva,
• Mayor nivel de personalización de los
productos y servicios,
• Anticipación de tendencias para adecuaciones
estratégicas,
• Comunicación más ajustada entre productores
y distribuidores
• O la simulación virtual de productos y
testeos, entre otros.
La industria 4.0 revolucionará
la cartera de servicios que ofrece
una empresa
Y es que la atención personalizada de la demanda
creará estructuras de producción diferentes.
La digitalización de los entornos industriales
precisa de una enorme inversión; se estima
que las empresas europeas destinarán
aproximadamente un 3% o 4% de sus ingresos
anuales sólo a la transformación digital, lo que
resulta aproximadamente en la mitad de las
nuevas inversiones de capital previstas y una
suma anual de alrededor de 100.000 millones de
euros en la industria europea. Se espera que esta
transformación tenga como fruto que la mayor
parte de las empresas de nuestro continente
estén digitalizadas en 2020.
Esta inversión pretende también dar respuesta al
reto de producir más utilizando menos materias
primas y consumiendo menos energía, creando
las condiciones para una fabricación sostenible y
eficiente.
Tecnologías clave
Procesos de fabricación
Todos estos cambios se suceden gracias a los avances
tecnológicos en diferentes áreas. La primera sería los
avances en los procesos de fabricación, tras la aparición de
productos innovadores y nuevos materiales, en particular
nano-materiales. Es una faceta que todavía está pendiente
de ser desarrollada en su plenitud, por lo que es necesario
garantizar la investigación necesaria para explotar todo el
potencial de los nuevos productos.
Los procesos de fabricación que necesitan especial
investigación atención son muy variados:
• Fabricación aditiva
• Tecnologías de procesamiento de materiales con base
fotónica
• Tecnología de modelado, para hacer frente a retos
relacionados con los materiales difíciles de conformar y
explorar nuevos métodos de procesamiento para lograr
componentes de microestructura de tamaño micro-nano.
• Tecnologías de alta productividad y ‘auto-ensamblaje “,
y el consiguiente desarrollo tanto de las convencionales
como de los nuevos procesos de micro / nanofabricación.
• Métodos para la manipulación de piezas, metrología
e inspección, que posibilitan la capacidad de fabricar
a escala con alta fiabilidad y en ambientes menos
controlados que las fábricas actuales.
• Construcción electrónica en plástico, hoja a hoja flexible
(S2S) y de rollo a rollo (R2R), con un gran patrón de
volumen a nano escala (fotolitografía), utilizando nuevos
materiales y un mayor uso de espacio en CMOS.
• Procesos físicos, químicos y físico-químicos innovadores.
• Equipos para la producción flexible y montaje de
revestimientos;
• Integración de tecnologías no convencionales, como por
ejemplo láser y otras tecnologías de chorro o procesos
de frecuencia ultrasónica, hacia el desarrollo de nuevos
procesos de fabricación multifuncionales o híbridos,
incluyendo en el concepto de proceso todo el espectro:
inspección, tratamiento térmico, alivio del estrés,
mecanizado, unión, metrología, inspección, etc.
Mecatrónica
Otro punto que está avanzando considerablemente y
que permitirá el asentamiento de la revolución 4.0 es la
mecatrónica para sistemas de fabricación avanzados, que
interactúan con los materiales, componentes y productos,
pero también cooperan con los trabajadores y con otros
sistemas de control de la planta y envían información a los
responsables de la Compañía.
Nuevos materiales
Actualmente los equipos de producción aún no aprovechan al
máximo los beneficios que los nuevos materiales avanzados
ofrecen. Las fábricas del futuro necesitarán equipos más
avanzados para cumplir con los requisitos de eficiencia
energética y medioambiental y satisfacer las nuevas demandas
de un mundo conectado. En el futuro veremos equipamientos
modernos, ligeros, de larga duración e inteligentes, capaces de
producir tanto los productos actuales como los futuros de los
mercados existentes y los que están por llegar. Habrá un cambio
de paso en la construcción de estos equipos, lo que lleva a una
base de fabricación sostenible, capaz de ofrecer productos de
alto valor añadido y producción personalizada. El aumento de la
inteligencia de los equipos de fabricación permitirá un enfoque
de sistemas con máquinas capaces de aprender unas de otras.
Monitorización
Los sistemas de fabricación son cada vez más inteligentes
para mejorar la productividad incrementando la calidad, al
mismo tiempo que consumen menos energía y generan menos
residuos. Están dotados de capacidades cognitivas y sus niveles
de autonomía van creciendo, haciendo uso de tecnologías
robóticas. La monitorización continua de las condiciones de
fabricación y el rendimiento de los componentes y niveles de
las máquinas permite obtener información inmediata sobre
todo lo que está sucediendo en la fábrica en cada momento y
facilita una fabricación sostenible y competitiva, que se verá
aumentada gracias a las capacidades autónomas de diagnóstico
y a la vigilancia del entorno. Por ejemplo, el hecho de que cada
una de las máquinas pueda enviar informes del rendimiento en
cada momento permite optimizar los procesos en tiempo real.
O la información del desgaste de cada una de sus piezas es
valiosísima para conseguir un mantenimiento preventivo óptimo.
Robótica colaborativa
Una vez que los operarios pueden recibir la información a tiempo
real comienza una nueva forma de colaboración hombre-máquina
que también supone significativas mejoras de productividad,
como es el caso de lo que sucede ante una avería. El mecánico
puede analizar a distancia cuál es el problema y reiniciarlo
remotamente sin necesidad de desplazarse físicamente hacia
el dispositivo. Esta interacción se realiza gracias al cambio
de interfaces visuales sencillas e intuitivas en tabletas, por
ejemplo, en vez de los complicados códigos de los programas
de antaño, que exigían personal altamente especializado.
Esta avanzada interacción hombre/máquina se llevará a cabo >>
Tecnologías clave
La integración de todas estas
tecnologías es la que proporciona
una clara ventaja competitiva
independientemente de dónde estén gracias a la ubicuidad
de los dispositivos móviles, y estarán adaptados a las
competencias de cada persona dentro de la empresa.
Tecnologías de control
Para un desarrollo pleno de estas mejoras es necesario
el avance en diferentes áreas tecnológicas, como son
las tecnologías de control, que tienen que mejorar las
capacidades de los sensores para responder a las demandas
de aumento de velocidad y precisión en la fabricación. Los
sistemas se adaptarán a los cambios de ambientes o la
degradación del medio, teniendo en cuenta las limitaciones
y posibles alternativas y apoyándose en las potentes
tecnologías industriales de comunicación en tiempo real.
Conectividad y ciberseguridad
El desarrollo de las TIC será fundamental para garantizar la
conectividad de los objetos con el mundo real, permitiendo
“el internet de las cosas”. Se necesitan sistemas inteligentes
con autocontrol y capacidad de recuperación para
gestionar el número de dispositivos conectados, que crece
rápidamente. Uno de los mayores retos para la conectividad
es el de la ciber-seguridad. Diferentes grupos con diferentes
negocios e intereses accederán a los datos de productos,
de la producción y de los clientes fuera de los límites de la
empresa para llevar a cabo diversas operaciones. Hay que
desarrollar normas, métodos y herramientas globales que
permitan la explotación de la información garantizando su
seguridad.
Big Data
La investigación de las TIC estará dirigida a asimilar la
enorme cantidad de datos obtenidos y enviarla al momento a
los dispositivos móviles de gerentes y supervisores de planta.
Tendrá que avanzar en el procesamiento de datos complejos
y en el análisis en tiempo real frente a la situación actual, en
la que la mayoría de los sistemas sólo permiten analizar estos
datos en el modo de presentación de informes.
Simulación virtual
Todos los avances que se han mencionado anteriormente
están reforzados por la capacidad de simular el proceso de
fabricación o pronosticar el comportamiento de los sistemas
y procesos de fabricación, durante las fases de diseño y de
las operaciones. Actualmente cualquier sistema de procesos
puede ser modelado por ordenador gracias a las nuevas
herramientas, que crean un modelo computarizado de todo
el proceso de fabricación sobre el que se pueden simular
diferentes situaciones y ensayar cómo optimizar directamente
los procesos. Estas capacidades se extienden a diferentes
escenarios, desde la fabricación de cualquier pieza de una
maquinaria, en la que podemos probar su resistencia, utilidad
y relación con el resto de la línea, hasta cualquier proceso
de logística. El reto actual consiste en ampliar el diseño y
gestión integral de sistemas producto-proceso-producción
para modelar, simular y predecir el comportamiento de los
procesos de producción, incluyendo materiales, recursos,
sistemas y fábricas durante todas las fases del ciclo.
Debemos avanzar hacia modelos virtuales integrales que
abarcan todos los niveles de la fábrica y su ciclo de vida. Este
objetivo se logrará a través de la integración de los métodos
de modelado, simulación y predicción y de las herramientas
que pueden apoyar estratégicamente las actividades
relacionadas con la fabricación durante todas las fases del
ciclo de la vida real de la fábrica. Hay que considerar el
establecimiento y planificación de redes, diseño conceptual,
selección de la tecnología y planificación de procesos, diseño
de recursos y selección de componentes, planificación de
diseño, implementación, aceleración, operación / ejecución,
mantenimiento, final de la vida, etc. Los modelos de fábrica
virtuales deben crearse antes de implementar la verdadera
fábrica para explorar las diferentes opciones de diseño,
evaluar su desempeño y probar virtualmente los sistemas de
automatización, con el consiguiente ahorro de tiempo en la
puesta en marcha de la producción.
¿Qué aporta Altran
para afrontar estos retos?
Altran es una compañía líder en innovación y tecnología,
que colabora con las compañías en definir, evolucionar e
implantar nuevos modelos de desarrollo de producto y de su
fabricación y distribución.
El conjunto integrado de competencias tecnológicas y
organizativas del que dispone Altran nos permite asesorar
a las compañías sobre su camino en la transformación
tecnológica, ayudando a implantar estas tecnologías y el
cambio asociado en los procesos de negocio al mismo
tiempo que colabora en su mantenimiento.
Todo este vasto conjunto de competencias se puede agrupar
en cuatro grandes áreas de conocimiento y de servicios:
TRANSFORMACIÓN
DIGITAL
ESTRATEGIA
TECNOLÓGICA Y
DE OPERACIONES
INDUSTRIALES
Disponer de una estrategia industrial de transformación
tecnológica es el punto de partida para aprovechar al máximo
las oportunidades que la tecnología brinda a las empresas. La
amplia experiencia de Altran en la identificación continuada
de las tecnologías emergentes (Radar Tecnológico), la
conversión de la estrategia corporativa en planes industriales
y la transformación organizativa que refuerce las actuaciones
con modificaciones en la estructura, los procesos y las
capacidades y competencias de las personas, nos permite
colaborar con las mejores empresas en el diseño de sus
planes de transformación, asegurando que se maximiza el
impacto económico, social y medioambiental.
Transformación digital
TECNOLOGÍAS
DE
FABRICACIÓN
AVANZADAS
INTERFACES
HOMBREMÁQUINA
Estrategia industrial de transformación
tecnológica
Una parte fundamental de la transformación se apoya en
las tecnologías digitales: redes de comunicaciones para el
entorno industrial, plataformas de despliegue de Internet de
las Cosas, Analítica de Datos Avanzada, Inteligencia Artificial
y Redes Neuronales aplicadas al control de los procesos
productivos, Convergencia de los sistemas IT/OT, Sistemas de
Información Industrial y Ciberseguridad son las competencias
clave que Altran pone a disposición de las compañías para
apoyar su transformación digital de las operaciones.
Tecnologías de fabricación Avanzadas
Por otro lado, las nuevas tecnologías de fabricación
avanzadas ofrecen un gran número de oportunidades
para que las empresas mejoren en su productividad,
flexibilidad, calidad y plazos de respuesta a sus clientes. Las
competencias fundamentales que Altran pone a disposición
de sus clientes se centran en la Robótica Avanzada, la
Fabricación Aditiva, la Modelización de los Procesos de
Producción y la inversión que hemos realizado en un Centro
de Innovación para la Fabricación Avanzada (AICAM), en el
que investigamos con nuestros clientes la solución a los
nuevos retos de fabricación.
Interfaces Hombre-Máquina
Las personas son un aspecto central en la transformación
tecnológica de las operaciones industriales. Por ello, el
avance en los interfaces entre el hombre y las máquinas son
un área central de desarrollo de las tecnologías. Altran aporta
un vasto conocimiento y experiencia en la aplicación de la
Realidad Virtual, la Realidad Aumentada y el desarrollo de
interfaces avanzados para el entorno industrial, tanto en los
procesos de industrialización como en la formación de los
operarios y la mejora continua de las operaciones.
¿Qué valor diferencial
ofrece Altran?
Gracias al vasto conjunto de competencias
tecnológicas, estratégicas y organizativas
de que disponemos, al conocimiento
íntimo de las operaciones industriales de
nuestros clientes, a la capacidad de poner
a disposición de los retos de las compañías
el mejor conocimiento aplicable debido a la
gestión de la red de centros de excelencia,
y a la amplia experiencia en afrontar retos
similares en distintos sectores, Altran ofrece
a sus clientes una capacidad de máximo
nivel para tener éxito en sus retos de
transformación industrial.
La revolución
del sector,
la industria 4.0
INNOVATION MAKERS
altran.es
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