Qué es un sistema de fabricación inteligente (IMS)?
Sistema de fabricación inteligente (SMI) es un sistema moderno de fabricación que integra las capacidades de los seres humanos, las máquinas y los procesos para lograr el mejor resultado de fabricación posible. El sistema de fabricación se refiere a todo el proceso de reunir los insumos, organizarlos y transformarlos en el producto deseado. El IMS pretende conseguir una utilización óptima de los recursos de fabricación, minimizar el despilfarro y añadir valor a la empresa.
El ámbito de la fabricación es significativamente diferente ahora en comparación con los días iniciales de la Revolución Industrial. La producción moderna no sólo se centra en la cantidad o la calidad, sino también en la preservación de los recursos y la sostenibilidadLa sostenibilidad es básicamente la capacidad de satisfacer las necesidades de la generación actual utilizando los recursos disponibles sin causar procesos a las generaciones futuras. A través del SGI, los productores intentan seguir el ritmo de la industria en continua evolución y de la creciente demanda de los consumidores.
El uso de la inteligencia en los sistemas de fabricación tradicionales significa aportar flexibilidad a los procesos de producción, analizar los procesos existentes y sus carencias, recopilar información sobre los mismos y utilizar la información para formular mejores procesos.
Mientras que la fabricación tradicional se basa en los conocimientos y la experiencia de los operarios, el SGI requiere que los participantes en el proceso aprendan de los datos de producción anteriores, comprendan todas las complejidades, prevean los resultados de la producción y encuentren mejores alternativas.
Resumen
La necesidad de un sistema de fabricación inteligente
Como los límites superiores de las industrias manufactureras’ Los logros de la revolución industrial siguieron aumentando con las siguientes fases, y los conocimientos y competencias humanos existentes se enfrentaron a ciertas limitaciones al no poder seguir el ritmo de los avances industriales. El sistema de fabricación tradicional no pudo manejar las incertidumbres y complejidades de los procesos debido a la incapacidad del operador para mantenerse al día con los últimos cambios tecnológicos.
A medida que más consumidores demandaban productos de alta calidad, surgió la necesidad de aumentar los niveles de producción y la calidad de los resultados en un periodo de tiempo más corto sin aumentar el coste de producción. El énfasis en la optimización de los recursos y en los métodos de producción sostenibles ejerce una mayor presión sobre los fabricantes. Los sistemas tradicionales existentes no podían cumplir los requisitos con eficacia, ya que los operarios no podían adaptarse a las complejidades ni memorizar grandes cantidades de datos necesarios para prever los resultados de la producción.
Por ejemplo, los sistemas de fabricación tradicionales requieren que el operario establezca ciertos parámetros de entrada en las máquinas y equipos antes del inicio de la producción real, basándose en un enfoque de prueba y error o en los operarios’ experiencia. A pesar de los años de experiencia, los operarios de las máquinas pueden no conocer cada una de las posibles incertidumbres o complejidades que pueden surgir durante la producción.
Por lo tanto, cada vez que se produce una complejidad, es necesario detener todo el proceso y volver a configurarlo para solucionar el problema. No sólo requiere mucho tiempo, sino que también es muy costoso. Estos retrasos podrían haberse evitado si la propia máquina pudiera registrar cada incertidumbre experimentada en el pasado y, en consecuencia, sugerir los parámetros de entrada adecuados.
De este modo, era necesario integrar el uso de máquinas y nuevas tecnologías para realizar previsiones rápidas y adoptar un enfoque flexible de la fabricación basado en el autoaprendizaje. La tecnología de la información es la forma en que se desarrolló la idea de un sistema de fabricación inteligente.
Los tres paradigmas de IMS
El concepto de fabricación inteligente se ha desarrollado a lo largo de los años para incorporar los últimos cambios tecnológicos al sistema de producción. Dependiendo del nivel de la tecnología de la información y de las características de su integración con los sistemas de fabricación, el SGI puede generalizarse en los tres modelos o paradigmas siguientes:
1. Fabricación digital
El paradigma de la fabricación digital, también conocido como fabricación inteligente de primera generación, es la base de la IMS, en la que se basan los paradigmas posteriores. Durante la década de 1980, los planes de producción y los diseños de salida empezaron a realizarse en ordenadores en lugar de tablas y gráficos de papel.
Se realizan simulaciones digitales de la disposición de la fábrica, el diseño del producto, el uso de la maquinaria y la mano de obra para formular la mejor cadena de valor que reduzca el coste, mejore la calidad del producto y logre un uso óptimo de los recursos. Como todo se hace digitalmente, se reduce el tiempo necesario para fabricar productos específicos para los consumidores.
2. Fabricación en red digital
La segunda generación de fabricación inteligente integra el uso de Internet en el sistema de fabricación informatizado. La red de Internet conecta las ideas, los procesos y los datos entre varias unidades de producción y permite la fabricación colaborativa.
La tecnología de red permite la colaboración en I+D&Investigación y Desarrollo (R&D)Investigación y desarrollo (R&D) es un proceso mediante el cual una empresa obtiene nuevos conocimientos y los utiliza para mejorar los productos existentes y los introduce entre diferentes empresas, conecta empresas de la misma industria (integración horizontal), conecta empresas que operan en diferentes niveles del proceso de producción dentro de la misma industria (integración vertical) y conecta usuarios con empresas. La interacción con el usuario es el primer paso para transformar el proceso de producción en uno centrado en el usuario.
3. Fabricación inteligente de nueva generación
La integración de la Inteligencia Artificial (IA)La Inteligencia Artificial (IA) es una amplia rama de la informática que se centra en la capacidad de una máquina para producir un comportamiento racional a partir de entradas externas. con las tecnologías digitales y de redes ha llevado a los avances estratégicos en IMS. La esencia de la IA en los procesos de fabricación puede revolucionar por completo las técnicas de producción y sustituir la necesidad de inteligencia humana.
La Inteligencia Artificial da a la fabricación inteligente de nueva generación el poder de participar en R&D y formular nuevos procesos, diseños, productos y modelos de negocio sin intervención humana. Dado que las máquinas son más rápidas que los humanos, la IA no sólo reducirá el tiempo de producción, sino también el de innovación e ideación.
Cada uno de los modelos anteriores no se excluye mutuamente, sino que se basa en las características del anterior. Las características de cada uno de los modelos pueden resumirse como sigue:
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