Nuevas tecnologías que impactan la fábrica inteligente

La electrónica que influye en los cambios en la fabricación, desde la robótica e IIoT hasta la impresión 3D y el marcado y grabado por láser.

Piezas metálicas en una máquina de marcado láser Epilog FiberMark
Los láseres son una manera eficaz de aplicar marcas a piezas con diversas formas, tamaños y cantidades.

No todas las empresas están preparadas para la fabricación "con luces apagadas", donde los que trabajan en la fábrica son robots autónomos que no necesitan luces; son solo filas de máquinas que funcionan en la oscuridad.

Pero eso no significa que la tecnología no esté cambiando e influyendo en la manera de funcionar de una fábrica moderna y los productos que puede crear. Como demuestra la Internet industrial de las cosas (IIoT), la impresión 3D, la robótica y el mayor uso de láseres industriales, integrar nuevas tecnologías a una planta permite que la fabricación sea más autónoma, económica y eficiente.

La IIoT se considera un punto revolucionario para la fabricación moderna. Las fábricas conectadas son capaces de monitorear y controlar prácticamente cualquier cosa en el proceso de manufactura, ya sea desde la misma fábrica o en forma remota. La conectividad acelera la automatización y también permite aprovechar el análisis cognitivo, aprendizaje automático y big data en la fabricación, a fin de obtener ideas para la elaboración eficiente de diversos dispositivos y la optimización del mantenimiento y uso de los equipos. El resultado general es una administración eficaz de la fábrica, que aumenta el control de la calidad y mitiga los costos. Para el año 2020, según la empresa de investigación de mercado Gartner, la tecnología de la IoT se incluirá en el 95% de la electrónica de los diseños para nuevos productos, incluyendo el uso de la IoT en el espacio industrial para construir estos dispositivos.

Un patrón de etiquetas metálicas de aluminio anodizado grabadas por láser
La capacidad del láser para marcar productos con un código específico o ID ofrece valor agregado a una fábrica inteligente, y es una manera de evitar la falsificación de materiales.

La impresión 3D ha captado mucha atención en los últimos años por su capacidad de construir prácticamente cualquier tipo de dispositivo o producto de manera económica. Durante un tiempo, la impresión 3D estuvo limitada a la fabricación de plásticos, e imprimía este material capa por capa. No obstante, la tecnología ha mejorado hasta el punto de que muchas empresas tienen la capacidad de imprimir 3D en metal, concreto y otros materiales para aplicaciones como piezas automotrices de repuesto, alas de aviones, puentes de concreto, viviendas completas y mucho más. Incluso se están estableciendo centros de impresoras 3D que pueden funcionar día y noche, y tienen una interacción mínima con los trabajadores humanos mientras producen dispositivos y piezas en serie.

El uso de robots en las fábricas ha crecido sustancialmente en los últimos cinco años; ahora se encuentran en los pisos de la fábrica, en las bodegas y en logística. Actualmente hay un énfasis en los robots colaborativos o cobots, que trabajan mano a mano con los empleados humanos hacia un objetivo común. Algunos cobots son solo brazos mecánicos que se pueden utilizar para tareas como soldadura, moldeado de circuitos o conexiones electrónicas; otros son máquinas más grandes que pueden levantar cosas pesadas o incluso cocinar. Un estudio reciente del MIT muestra que el trabajo de un robot con un humano en una fábrica es más eficiente que un robot o un humano trabajando independientemente. El estudio también descubrió que esta situación disminuye el tiempo improductivo en un 85%. Las fábricas inteligentes se inclinan a utilizar cobots para que los humanos no deban realizar tareas peligrosas, a la vez que evita que los robots reemplacen por completo a la fuerza laboral humana. Aunque se encuentran en las primeras etapas de adopción, se espera que los cobots generen oportunidades disruptivas en el sector manufacturero.

Un patrón de placas metálicas marcadas con un láser de fibra.
El grabado láser crea marcas de alta calidad que pueden ser leídas por escáneres de códigos de barra, escáneres RFID u otras herramientas de seguimiento de inventario.

Entre tanto, el creciente uso de láseres industriales en la fabricación se puede apreciar en aplicaciones como procesamiento de materiales, micromaquinado, marcado y grabado realizados por láser. La tecnología láser permite que las fábricas den un valor agregado a los productos que elaboran. Algunos ejemplos son el grabado personalizado de nombres o logotipos; la aplicación simultánea de códigos de barras a múltiples productos; la incorporación de marcas de identificación para evitar falsificaciones; y la producción de una variedad de marcas láser en diversos materiales, como metales desnudos, recubiertos, anodizados y revestidos. En todos los casos, el trabajo se puede realizar con un nivel de detalle increíble.

El grabado láser también permite proteger la propiedad intelectual gracias a su capacidad de agregar números de serie, sellos de fecha y hora, números de pieza, etiquetas de componente, marcados de código de matriz de datos y códigos específicos de marca e industria. En cada caso proporciona un marcado de alta calidad que se puede leer fácilmente por medio de escáneres de códigos de barras u otras herramientas de seguimiento de inventario que son esenciales para una fábrica inteligente. Además, los sistemas láser se pueden conectar a una red de fábrica como una manifestación de la IIoT, lo que presenta nuevas posibilidades de mantenimiento de sistemas, monitoreo, operación, resolución remota de problemas y soporte para los productos.



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