Fabricación eficiente y sostenibilidad a través de Factory Edge: IoT e Industria 4.0 en el punto de mira
IoT e Industria 4.0 son palabras de moda en boca de todos. Hoy analizamos algunos enfoques y ejemplos de la industria de la automoción y la optimización de procesos en el ámbito de las máquinas de moldeo por inyección. Actualmente, Covanlig está trabajando en un proyecto centrado en el asesoramiento, el ahorro y la optimización de la energía. El potencial de "Factory Edge" ya puede reconocerse en la industria del automóvil.
En la fabricación moderna, la implantación de la Industria 4.0 y los escenarios IoT es cada vez más importante. Una herramienta crucial para ello es el concepto de Factory Edge, que acerca el procesamiento de datos a la línea de producción. Esto permite un análisis más rápido de grandes cantidades de datos y optimiza tanto los procesos de fabricación como los logísticos. Al procesar los datos directamente en la fuente, se reduce la latencia y aumenta la eficiencia, lo que es especialmente importante para las aplicaciones de inteligencia artificial, robótica y mantenimiento predictivo.
Factory Edge se basa en una infraestructura de TI adaptada basada en tecnologías como contenedores, Kubernetes, IA y una plataforma de nube híbrida abierta (por ejemplo, Red Hat OpenShift). Esta infraestructura permite un despliegue coherente y escalable de aplicaciones optimizadas para requisitos de producción dinámicos. Iniciativas como la Open Manufacturing Platform (OMP) están trabajando para avanzar en estos desarrollos a través de estándares de código abierto. En general, Factory Edge proporciona la base para unos procesos de producción innovadores, eficientes e inteligentes en la Industria 4.0.
Pero, ¿qué es exactamente Factory Edge?
Factory Edge es un concepto dentro de la Industria 4.0 basado en el principio de edge computing, específicamente adaptado a entornos de fabricación y producción. Consiste en trasladar el procesamiento de datos de los centros de datos centralizados directamente al "borde" de la red, donde se generan los datos. En la práctica, esto significa que las operaciones informáticas y el análisis de datos se producen más cerca de las máquinas y sistemas utilizados en la producción, como robots, sensores o sistemas de control.
Factory Edge en breve:
Procesamiento descentralizado de datos: Los datos se procesan directamente en la línea de producción en lugar de enviarse a servidores centrales o centros de datos en la nube. Esto permite tiempos de respuesta más rápidos y reduce la latencia.
Análisis en tiempo real: La proximidad a la fuente de datos permite realizar análisis en tiempo real y tomar decisiones in situ. Esto es especialmente importante para aplicaciones que requieren respuestas inmediatas, como el mantenimiento predictivo o el control de calidad.
Optimización de los procesos de fabricación y logística: Con Factory Edge, los procesos de producción pueden hacerse más eficientes detectando y abordando a tiempo las anomalías o posibles fallos. Esto aumenta la productividad y reduce el tiempo de inactividad.
Menor dependencia de las conexiones a la nube: Incluso si se interrumpe la conexión con los servidores centrales o la nube, los dispositivos periféricos pueden seguir funcionando de forma autónoma, mejorando la fiabilidad y estabilidad de los procesos de producción.
Escalabilidad y flexibilidad: Mediante la integración en arquitecturas de nube híbrida, las aplicaciones y los servicios pueden extenderse de forma flexible desde las ubicaciones centrales hasta el borde, lo que permite una mejor escalabilidad y adaptación a requisitos específicos.
Integración de tecnologías modernas: Factory Edge apoya el uso de tecnologías como la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático, el Internet de las cosas (IoT), la robótica y la realidad aumentada (RA) en los procesos de producción.
En los últimos años, la industria del automóvil ha desarrollado un concepto en torno a estos puntos para adaptar directamente los procesos en la producción e implementar en la práctica los beneficios del enfoque Factory Edge. Por lo tanto, Factory Edge desempeña un papel importante en la industria automovilística actual, ya que impulsa la digitalización y la automatización de los procesos de producción. Para entenderlo mejor, a continuación se exponen algunos puntos sobre cómo se utiliza Factory Edge en la industria del automóvil:
Procesamiento y análisis de datos en tiempo real: Factory Edge permite procesar datos directamente en los centros de producción, como las cadenas de montaje o las líneas de producción. En la industria del automóvil, esto es especialmente importante para controlar la calidad en tiempo real, detectar anomalías inmediatamente y responder con rapidez. Por ejemplo, los errores en la producción pueden identificarse y corregirse más rápidamente antes de que tengan un impacto mayor.
Mantenimiento predictivo: La integración de sensores y el análisis de datos en tiempo real permiten detectar con antelación posibles fallos en máquinas y sistemas. En la producción de automóviles, esto significa que las tareas de mantenimiento pueden planificarse antes de que se produzca un fallo real, lo que minimiza el tiempo de inactividad y garantiza la continuidad de la producción.
Optimización de la cadena de suministro: Factory Edge ayuda a la industria del automóvil a optimizar los procesos logísticos y de la cadena de suministro. Al conectar los centros de producción con los proveedores, es posible supervisar las existencias en tiempo real y coordinar mejor las entregas "justo a tiempo". Esto reduce los costes de almacenamiento y garantiza una planificación más eficiente de la producción.
Integración de nuevas tecnologías: La industria del automóvil utiliza Factory Edge para integrar tecnologías avanzadas como la robótica, los sistemas de producción autónomos y la inteligencia artificial. Estas tecnologías pueden apoyarse en el procesamiento de datos en tiempo real directamente in situ, lo que aumenta la flexibilidad y adaptabilidad de la producción.
Apoyo a la fabricación de vehículos eléctricos: La producción de vehículos eléctricos requiere procesos de fabricación altamente especializados que pueden optimizarse mediante Factory Edge. Por ejemplo, la fabricación de baterías, muy sensible a los errores de producción, puede mejorarse mediante la supervisión y el control en tiempo real.
Escalabilidad y flexibilidad: Dado que la producción de automóviles suele tener lugar en distintas regiones con requisitos variables, Factory Edge ofrece la flexibilidad necesaria para adaptar localmente los procesos de producción según sea necesario. Esto permite una introducción más rápida de nuevos modelos o tecnologías en diversas plantas de todo el mundo.
Seguridad y protección contra fallos: Factory Edge mejora la seguridad de los procesos de producción, ya que el procesamiento local puede continuar aunque falle la infraestructura informática central. Esto es especialmente importante en la industria del automóvil, donde las paradas de producción pueden ser costosas y perjudiciales para las cadenas de suministro.
Basándonos en este ejemplo, ya se puede ver el potencial para otras industrias o para toda la industria. En uno de nuestros proyectos, trabajamos en el campo de la consultoría energética y estamos desarrollando una plataforma de datos energéticos con nuestro cliente. Esta plataforma utiliza algoritmos para procesar los datos recogidos de las máquinas de moldeo por inyección o de las máquinas de fabricación a través de una instalación IoT. El cuadro de mandos desarrollado proporciona indicaciones visuales de picos, etc., haciendo visibles y utilizables datos (energéticos) que antes se generaban automáticamente pero que no se podían evaluar por falta de conectividad y software. Con la aplicación desarrollada, nuestro cliente puede proporcionar a la industria un cuadro de mandos personalizable en tiempo real, que permite optimizaciones similares a las de la industria del automóvil.
¿Cómo permite específicamente Factory Edge ahorrar energía?
Como se ha descrito, esto se consigue a través de varios mecanismos y enfoques que aumentan la eficiencia y optimizan el consumo de energía. Estas son algunas de las formas concretas en que Factory Edge permite ahorrar energía en la producción:
Optimización del funcionamiento de las máquinas: Con Factory Edge, las máquinas pueden supervisarse y controlarse en tiempo real. Al capturar y analizar los datos de los sensores directamente en la línea de producción, es posible identificar y optimizar rápidamente las operaciones ineficaces. Por ejemplo, una máquina que no funciona de forma óptima y, por tanto, consume más energía, puede ajustarse o apagarse inmediatamente para ahorrar energía.
Mantenimiento predictivo: Una de las principales ventajas de Factory Edge es la capacidad de realizar un mantenimiento predictivo. Al supervisar continuamente el estado de las máquinas, Factory Edge puede ayudar a reducir los tiempos de inactividad imprevistos y garantizar que las máquinas sólo funcionen cuando realmente se necesitan. De este modo, se evita el consumo innecesario de energía y se prolonga la vida útil de las máquinas.
Reducción de los tiempos muertos: Factory Edge puede ayudar a minimizar los tiempos de inactividad de las máquinas mediante el análisis en tiempo real de los procesos de producción. Si una máquina permanece en modo de espera más tiempo del necesario o funciona a pleno rendimiento cuando no es necesario, se produce un derroche de energía. Factory Edge puede detectar estas situaciones y ajustar la actividad de la máquina en consecuencia.
Gestión inteligente de la energía: Al integrar Factory Edge en la infraestructura de producción, las empresas pueden implantar una gestión inteligente de la energía. Esto incluye ajustar el consumo de energía a las necesidades de producción, gestionar los picos de carga y utilizar los recursos energéticos en momentos óptimos (por ejemplo, cuando los precios de la energía son más bajos). Los dispositivos Edge pueden recopilar datos sobre el consumo de energía y tomar decisiones en tiempo real para reducirlo.
Evitar pérdidas de transmisión: Dado que el procesamiento de datos en Factory Edge tiene lugar localmente cerca de la fuente de datos, es necesario enviar menos datos a servidores centrales o a la nube. Esto no solo reduce el ancho de banda necesario, sino que también ahorra energía que, de otro modo, se gastaría en la transmisión y el procesamiento en centros de datos centrales.
Optimización de la planificación de la producción: Mediante el análisis de datos en tiempo real, Factory Edge puede ayudar a optimizar los planes de producción para que las máquinas se utilicen de forma más eficiente y los procesos de producción se organicen de forma que se minimice el consumo de energía. Por ejemplo, los procesos que consumen mucha energía pueden programarse cuando se dispone de suficiente energía renovable, o los flujos de trabajo de producción pueden optimizarse para consumir la menor cantidad de energía posible.
Conclusión:
Factory Edge ofrece numerosas posibilidades de ahorro energético en la producción. Mediante la optimización del funcionamiento de las máquinas, el mantenimiento predictivo, la reducción de los tiempos de inactividad y la implantación de una gestión inteligente de la energía, las empresas pueden aumentar considerablemente su eficiencia energética. Esto no sólo supone un ahorro de costes, sino que también contribuye a la sostenibilidad y la protección del medio ambiente al reducir la huella de carbono de la producción. Seguro que en los próximos meses veremos proyectos apasionantes en este campo. Sigue siendo esencial que los datos recopilados en los procesos existentes no se almacenen simplemente en algún lugar y se olviden durante años. Los datos en tiempo real y las conexiones IoT permiten por fin hacer un uso significativo de estos valiosos datos, a menudo infrautilizados, en todos los ámbitos, especialmente en el del ahorro energético, ¡el tema de esta era!
