Les tecnologies de la indústria 4.0 al món de l’automoció

La situació que afronta la societat, les empreses, els professionals, avui en dia està definida per l’acrònim VUCA ( volatilitat, incertesa, complexitat i ambigüitat). En paraules del que va ser CEO de GE, Jack Walsh, “Si la velocitat de canvi de l’entorn és més ràpida que la del teu negoci, el fi de la empresa està molt a prop”.

En aquest entorn moltes indústries i models de negoci seran radicalment diferents en els propers cinc o deu anys. La transformació s’està produint i ho fa fora de la nostra organització. S’està produint una convergència entre el mon digital i físic, el nombre de dades que representa la part física està creixent exponencialment.

Desprès d’haver assistit a la disrupció de molts models de negoci en les últimes dues dècades (premsa, indústria musical, fotografia...) és generalment acceptat que la contínua revisió dels models de negoci, dels mecanismes de producció i logístics, de la interacció amb uns clients cada cop més digitalitzats; és una eina de supervivència fonamental per les nostres empreses.

Per tot això, eines com la innovació, la digitalització i l’aplicació de les tecnologies de la industria 4.0 són elements fonamentals per la supervivència i per la millora competitiva de les nostres empreses.

Per on comencem?

Identificar quins són els nostre reptes com a organització, entendre, recopilar dades, des d’aquesta informació iniciar un procés d’ideació i generar una solució o prototip, generar llavors un POC una prova de concepte a petita escala però representativa que ens permeti confirmar la solució, testejar i finalment basat en aquest POC decidir, si fem més proves, si hem de modificar la solució testejada (pivotar) per obtenir el resultat final i llavors escalar-la, per generar l’impacte esperat.

Aquest nou procés o nova metodologia ha d’estar íntimament lligat als nostres clients. Hem de convertir el nostre model de projectes del tradicional model lineal de baix risc (on tenim un entorn estàtic, la solució està ben definida, la prioritat és complir els cronogrames i té baixa implicació del client) a un model iteratiu on el risc és elevat: la solució està poc detallada, la prioritat és aportar valor i requereix una alta implicació dels nostres clients.

Les nostres empreses no han nascut digitals. El fer créixer aquestes dades que representen el món físic no és acte natural per les nostres organitzacions. Tampoc ho és el canviar les metodologies per focalitzar-se en aportar valor als clients. Per tant es requereix d’un canvi cultural per tal d’assegurar l’èxit. En paraules del pare del management modern, Peter Drucker, “La cultura es menja l’estratègia per esmorzar.

De fet, en realitat, el que succeirà serà la convivència de dos models culturals. El negoci i el funcionament actual haurà de conviure amb el nou model, provocant aquest funcionament bimodal de guanyar i aprendre.

En aquest nou model cultural tindran un paper clau l’aplicació de les anomenades tecnologies de la industria 4.0, que actuaran com tecnologies facilitadores de la transició digital dels models operacionals i de negoci de les empreses. Serà clau entendre com cadascuna d’elles donarà suport al nou model, caldrà fer proves de concepte per assegurar la seva contribució al negoci i desprès escalar els resultats per obtenir l’impacte desitjat.

Aquestes tecnologies estan ja succeint fora de l’àmbit del nostre negoci i és per això que els programes d’innovació oberta, els mecanismes d’observació, etc.. seran clau per entendre com la ràpida evolució d’aquestes tecnologies pot ajudar a millorar la competitivitat i sostenibilitats dels negocis.

Tecnologies i exemples d’aplicació en entorns industrials

Les tecnologies 4.0 mes populars actualment es veuen en el següent esquema (però no són les úniques):

I doncs, quines són “les Tecnologies de la Industria 4.0” que més s’estan utilitzant dins el sector de l’automoció? En aquest article ens centrarem principalment en l’àrea productiva del Sector de l’automoció; si bé és cert que també s’estan aplicant en àrees de desenvolupament (sobretot Simulació i Realitat virtual) com en les àrees comercials (Big data, Intel·ligència Artificial, ....).

A nivell general podem dir que el “Cloud computing” s’ha generalitzat. És a dir, la major part d’empreses han posat al “núvol” una part de la seva informació de manera a que els seus treballadors puguin tenir accés a totes les informacions necessàries des de qualsevol punt on hi hagi una connexió a Internet. Això facilita la mobilitat dels nostres empleats: permet conciliar la vida laboral amb la personal i també permet obtenir suport des de qualsevol part del món.

Aquest fet ha impulsat a instaurar fortes polítiques de ciberseguretat per evitar que els “delinqüents tecnològics” tinguin accés a les dades o a les instal·lacions de les empreses. Aquestes mesures s’han anat augmentat any darrera any vist que la capacitat dels ciberdelinqüents i les eines utilitzades per aquests també s’han sofisticat molt. Moltes empreses, ja tenen cursos i formacions per tots els seus empleats, que s’actualitzen periòdicament, per explicar i conscienciar de la vulnerabilitat dels nostres sistemes i aprendre a detectar i evitar possibles atacs.

Dins de l’àrea productiva cada departament potencia aquelles tecnologies que li permetran ràpidament guanyar productivitat.

Si comencem per el departament de Manteniment (Big Data / IA – Realitat virtual / realitat augmentada/cloud computing / Simulació – Impressió 3D)

El esforços s’estan centrant principalment en l’evolució cap al Manteniment predictiu. Per això s’ha potenciat molt el desplegament de la sensòrica necessària per controlar les diferents instal·lacions que s’han de mantindré. La captació del màxim d’informació (Big data) amb tractament realitzat per software d’intel·ligència Artificial, està permetent trobar pautes i així optimitzar quan fer els diferents manteniments. S’està passant de fer un manteniment definit pel constructor de la instal·lació o màquina al Manteniment que surt d’analitzar les dades dels sensors de la instal·lació que ens ajuden a preveure quan comencem a tenir risc de tenir una averia.

El fet de tenir les dades en el món digital tractades amb software intel·ligent també està permetent avisar de manera més acurada a la persona adient i així reduir els temps d’actuació. Moltes empreses estan equipant els equips de manteniment amb smartwatches que estan connectats al sistema d’incidències de la planta. I en funció de la incidència o averia avisa al tècnic corresponent de torn. Ja no és una línia d’alerta en una pantalla plena de línies d’alerta, sinó una alarma al canell del tècnic que ha d’actuar.

Un altre camp que ha avançat molt és el relacionat amb el control de les instal·lacions des de la distància. Tant perquè els nostres experts donen servei a diferents plantes com perquè els experts són de proveïdors ubicats a qualsevol part del món. La virtualització dels nostres processos juntament amb l’alimentació dels mateixos amb dades reals on-time (gracies als sensors instal·lats) i el disposar de tot en un sistema cloud permet de monitoritzar sense estar físicament en la empresa. Això permet a tècnics actuar sobre les instal·lacions independentment d’on es trobin, sempre que tinguin accés a Internet.

I si afegim unes ulleres de realitat augmentada tipus “google glasses”, o una tablet/smartphone, un expert des de la distància pot orientar al tècnic in-situ per fer una reparació o un diagnòstic.

També s’estan utilitzant molt les eines de simulació sobretot per preparar modificacions sobre les instal·lacions. Permet de validar els canvis abans de passar a la implementació física.

La impressió 3D, gracies a l’evolució dels materials que es poden utilitzar per imprimir, s’està utilitzant per fer eines pel manteniment, fer peces per reparacions provisionals o per fabricar peces que tenen un consum elevat.

En el Àrea d’Enginyeria de Processos (Simulacions - Impressió 3D – Internet de les coses Industrial)

El virtualitzar dels processos permet treballar mes ràpidament en l’optimització dels mateixos. L’àrea que més s’ha treballat en els últims anys és en la millora de fluxos (tant els productius com els logístics). També s’han fet grans avenços en l’optimització dels processos automatitzats. La virtualització de processos realitzats per operaris segueix sent l’assignatura pendent.

La Impressió 3D ha ajudat a reduir molt els temps es en la generació d’útils de suport a la fabricació. On abans feia falta fer a mà els diferents prototips d’útils (es requeria temps i gent especialista en torns, fresadores,....) ara es fa tot amb un ordinador i una impressora 3D. Els temps per desenvolupar un prototip vàlid per la producció s’han reduït mes d’un 50%, es poden fer proves mes barates i mes ràpidament, i no es precisen especialistes en maquines-eina.

Finalment la nova maquinària porta incorporada connexió a les xarxes de dades cosa que permet que es comuniqui tant amb els nostres ERPs com amb la resta de maquinària. D’aquesta manera interconnectem els diferents equips fent que la intervenció de l’home només sigui necessària quan ens trobem en situacions no previstes (averies, falta de material, ...)

En el Àrea de la Producció (Big Data / IA – Realitat virtual – COBOTS - Digitalització)

En l’àrea productiva s’ha treballat en els darrers anys en tres grans temes:

  • El control automatitzat dels processos (intentar treure la variable “home” del control)
  • La formació / aprenentatge utilitzant la realitat virtual (una imatge/ un vídeo molt millor que una fulla d’operacions)
  • L’ús de Cobots (Robots Col·laboratius)
  • La digitalització de les tasques del encarregat de gestionar equips productius.

El tenir persones controlant la feina que fan altres persones és un dels conceptes mes clars de NVA ( No Valor Afegit), però alhora és un dels més difícils de reduir/suprimir. Tots tenim al cap exemples de campanyes molt costoses inclús multes milionàries a empreses per posar al mercat productes amb defectes de qualitat. No només hi ha el cost de retirar o arreglar el producte sinó que la imatge de marca de l’empresa pot quedar malmesa dràsticament.

Per tant, el que fem per substituir els controls humans ha de tenir un percentatge d’encert molt important i ha de tenir la confiança del equip directiu que ho haurà de gestionar. L’evolució cost/eficàcia de la sensòrica, juntament amb la capacitat de computació i d’aprenentatge dels sistemes d’Intel·ligència Artificial està permetent anar automatitzant els controls. El mes estès actualment son aplicacions de tractament d’imatges que indiquen si el que es veu a la imatge es correcte o te algun tipus de defecte. És a dir, són sistemes que detecten si el producte un cop l’operació realitzada, és correcte. Són sistemes que requereixen una fase d’aprenentatge abans de ser autònoms. Però últimament s’estan desenvolupant sistemes per validar processos (en lloc de peces). S’identifica el que es veu a la imatge i fa un seguiment per dictaminar si l’operari fa els moviments correctes i si segueix l’ordre establert, avisant si detecta alguna cosa fora de paràmetres. És una tecnologia molt incipient però que implicarà un canvi radical en la forma de controlar els processos i d’assegurar la qualitat final del producte.

La segona gran àrea on s’està treballant intensament és en la millora de la formació dels operaris. Molts fabricants estan passant les fulles d’operacions del format paper a format vídeo amb anotacions addicionals sobre-impreses en la imatge. Els vídeos de cada operació es lliguen al sistema per fer els equilibrats de cada lloc de treball i d’aquesta manera cada cop que canvien les operacions d’un lloc de treball es genera automàticament un nou vídeo amb totes les operacions que s’han de realitzar. D’aquesta manera l’aprenentatge és molt més intuïtiu i permanentment actualitzat.

Les empreses mes avançades tecnològicament utilitzen ulleres de realitat virtual per ensenyar pas a pas cada operació. Encara que això últim està poc estès degut a la falta de personal format en aquestes tecnologies.

Un altra àrea que els darrers anys ha donat un fort pas endavant és la robòtica propera als operaris. Els robots durant molts anys han estat eines perilloses que per poder treballar amb elles calia posar fortes mesures de seguretat (tanques, detectors de presencia, aturades d’emergència...). Això feia que la relació entre humans i robots fos difícil. Per trencar aquesta situació i permetre treballar conjuntament robots i humans han apareguts els anomenats robots col·laboratius. Aquests robots porten incorporats software y sensòrica que evita tot risc al interaccionar amb humans.

Finalment, i no menys important, per el correcte funcionament d’una línia productiva, s’està treballant molt en millorar les eines de gestió dels encarregats. En moltes empreses, encara avui la feina del encarregat (formació, QA, producció, Seguretat, 5S,..) es fa en paper i després es passa a fitxers excels. I cada encarregat te els seus propis documents que amb sort comparteixen amb el/s company/s de torn. Algunes empreses, que ja tenen una definició estandarditzada de la feina d’un encarregat i els documents que ha d’utilitzar, la està digitalitzant de manera a evitar dobles treballs i per assegurar-se que es fa quan toca i com toca. S’està dotant als encarregats de tablets/smartphones amb totes les eines que es necessiten (visió de la línia productiva i si hi ha aturades, formularis d’auditories 5S, formularis de riscos de seguretat, control de formació, formulari d’observació d’un lloc de treball, tasques diàries...). Això força que les línies productives tinguin WIFI, però permet que l’encarregat pugui fer la major part de la seva feina a peu de línia sense necessitat de asseure’s davant d’un ordinador. S’aconsegueix que tota la informació i les eines sempre estiguin amb l’encarregat i guanyar velocitat davant de qualsevol emergència.

En l’Àrea de Moviment de Materials (Big Data / IA – Realitat virtual – Digitalització -AGV/AGT)

La logística sobretot la part del segon suministrament ha evolucionat molt en els darrers anys. I això ha transformat completament el Lay outs de les nostres fàbriques. La tendència ha estat treure els contenidors de la Línia de producció i entregar específicament les peces de cada muntatge Això ha permès reduir el no valor afegit de les línies de muntatge, traslladant-lo a processos anteriors (en aquest cas logístics). Per fer això s’han muntat grans àrees de kittings i pickings a peu de línies productives. Com a sistemes de control s’han instal·lat Pick to Light (llums que s’encenen per indicar a l’operari quines peces agafar), càmeres de visió amb software de Intel·ligència artificial, ...

Gran part de la revolució del lay outs ha estat gracies als anomenats robots autònoms com per exemple AGV (Automatic Guided Vehicle). Aquests robots han permès buidar les nostres fàbriques de carretons, augmentar per tant la seguretat, i automatitzar el moviment de peces entre diferents fases de treball. Alguns segueixen un camí marcat per una banda magnètica i d’altres es mouen utilitzant WIFI. Tots precisen de sensors per detectar el que passa al seu voltant per evitar accidents i un sistema de control de flux (sigui per software o per sensors en diferents punts del recorregut). Alguns estan pensats per alimentar estacions de treball i d’altres per transportar contenidors de peces entre magatzems o entre magatzems i pickings. La proliferació d’aquests robots ha obligat a la Enginyeria Logística a tenir eines de simulació per treballar els fluxos i als Manteniments a incrementar els coneixements en totes les tecnologies utilitzades en els AGVs ...

Finalment, com a les àrees productives, s’ha treballat tant l’apartat de formació utilitzant vídeos com en les eines dels encarregats que s’han digitalitzat i posat a disposició en tauletes o smartphones.

En definitiva, si volem millorar la competitivitat de la nostra empresa primer hem de definir el perquè ho volem fer (la nostra visió), després hem de buscar en quines àrees volem treballar que ens ajudaran a aconseguir la visió i finalment veure quines tecnologies ens permetran arribar a la nostra meta.

Sempre amb un sentit de començar petit, provar, corregir/pivotar, validar i escalar.

 

 

 

Comments

Me ha parecido realmente interesante, a la vez que revelador en el sentido de la velocidad a la que está cambiando la industria, y cómo lo que hace "4 días" parecía algo futurista, a día de hoy parece incluso anticuado.
Por ejemplo: las AGVs que se mueven por gúias magneticas, y que a día de hoy son completamente innecesarias, puesto que con una buena conexión y tecnología laser de mapeo puede definirse informáticamente la ruta a seguir, además de poder realizar un seguimiento continuo de la situación y estado de dichos AGVs.
Hay otras muchas ideas que, si bien ya se están implantando, todavía les queda camino por recorrer para llegar a ser un estándar de la industria, y no por que tengan un elevado coste de desarollo e implantación, si no por que requieren de más recorrido en situaciones reales del entorno productivo para que terminen de pulirse y acaben dando los beneficios que la idea propone. El caso de la asistencia remota a averías mediante realidad aumentada es un buen ejemplo de ello, puesto que los beneficios de dicha idea son claros, pero para poder implantarlo en una línea productiva de forma definitiva, antes debe de ser "alimentado" con infinidad de situaciones industriales. Bajo mi punto de vista, la colaboración entre diferentes empresas es absolutamente necesaria para poder implantar sistemas de este calibre de forma mucho más rápida y efectiva.
El contingut d'aquest camp es manté privat i no es mostrarà públicament.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
industria40

logo