Gestión del ciclo de vida de los activos y máquinas inteligentes
La disrupción en la manera de fabricar y hacer negocios ha entrado de manera avasalladora como respuesta a la globalización, la complejidad, la personalización de los productos, el empuje de mercados nuevos, las nuevas tecnologías y la nueva manera de com
La disrupción en la manera de fabricar y hacer negocios ha entrado de manera avasalladora como respuesta a la globalización, la complejidad, la personalización de los productos, el empuje de mercados nuevos, las nuevas tecnologías, la nueva manera de comunicarnos, entre otros
Esto hace que la gestión del ciclo de vida de cualquier producto abarque más áreas de negocio, ya no solo se habla de “desde gestión de ideas hasta servicios” si no que incluye cualquier ámbito que permita mejorar la calidad, mejorar la rentabilidad y sobre todo cumplir con las expectativas individuales de los compradores. Un ejemplo de este nuevo modelo se da en los servicios asociados a un producto, además de dar un servicio de altísima calidad (las redes son un medio extraordinario para los consumidores para impulsar o arruinar un producto) también se ha de desarrollar un negocio más rentable, sin embargo no es fácil lograrlo sin el concurso de las nuevas tecnologías, las cuales permiten controlar y analizar en tiempo real el estado de la producción, la calidad de la misma, así como el seguimiento pormenorizado de cada uno de los
indicadores de rendimiento para responder con precisión y rapidez a cualquier incidencia, no solo de la producción sino también respecto al producto; es este un ejemplo del ciclo de vida de los servicios.
Nos preguntamos cuál es la información que hay que gestionar para estar seguros de que no se nos escapará ningún detalle que pueda afectar de alguna manera al producto que se ha ideado, la respuesta es simple: “Toda la información relacionada con mi producto”. Esto significa que el diseño 3D, la relación con proveedores y cliente final, la parte eléctrica y/o electrónica, la mecánica, la automatización, la simulación, la documentación, la producción, las diferentes localizaciones de los centros productivos, las regulaciones de cada país, las normativas locales e internacionales y un largo etcétera hacen parte de esta información. La gestión de
esta gran cantidad de información también tiene en cuenta todos los vínculos existentes en cada área, esto significa que el modificar un dato específico, sea de producto, proceso, geométrico, normativa, etc., ha de reflejar el impacto de dicha modificación en todas las áreas que se vean afectadas.
El primer paso para cambiar el rumbo y dirigirse hacia esta nueva manera de hacer las cosas, pasa por ser conscientes que si se tarda en dar este paso, o peor aún, no se da, irremediablemente dejaremos de ser competitivos en nuestro ámbito de acción con el resultado que ya conocemos. Pero cómo lograrlo sin perder efectividad? Para conseguir hilvanar toda esta red de información, recursos, tiempos, procesos, conocimiento hay soluciones conocidas como Gestión del Ciclo de Vida de Producto o PLM por sus
siglas en inglés (Product Lifecycle Management), Toda la información se va almacenando en un repositorio único que permite búsquedas más rápidas, acceso a la última versión de cualquier fichero (CAD, documento, proceso, …), seguimiento de tareas, control de seguridad y todo ello en un contexto determinado. Veamos con un ejemplo qué significa esto: un ingeniero de procesos tiene que modificar una operación a causa del diseño, en el producto, este cambio se notifica al ingeniero de diseño el cual verifica que es así pues la normativa del país en donde se comercializará el producto no lo permite de otra manera, los costos asociados a este cambio ya han sido calculados y se conoce el valor de fabricar este producto. Todo esto se va ejecutando de manera automática con aprobaciones gracias a firmas electrónicas, todos trabajan en la misma revisión lo que implica eliminación de errores debidos al intercambio de información entre departamentos!
Ahora bien, con toda la información de producto almacenada de manera segura, ordenada e interconectada se desarrolla de manera correspondiente el producto-proceso digital, o lo que es lo mismo, una virtualización de cómo se diseña, fabrica, produce y mantiene un producto dado. Se simula el comportamiento del mismo sometido a calor o fuerzas (por ejemplo), de igual manera se puede simular el comportamiento mecatrónico (mecánica más elec-
trónica) de componentes clave del producto, también se puede simular la automatización que controla el comportamiento del producto, una máquina por ejemplo, o el flujo de material en cualquier planta de producción, también el proceso de recoger toda la información generada en fábrica para analizar la productividadefectividad de la producción, las órdenes de trabajo también se crean de manera automática a partir de la definición de los procesos productivos y se ejecutan en taller enviando esta información de vuelta al PLM, esta integración con los datos de producción o sistemas MES (Manufacturing Execution System) es parte del bucle de intercambio de información entre diferentes soluciones en una compañía manufacturera, otra es la integración con los sistemas ERP (Enterprise Resource Planning) los cuales se focalizan en el dominio financiero de la compañía y donde ciertos datos han de ser compartidos con el PLM.
Como se puede ver, la cantidad de información a manejar es muy grande, como nunca antes lo había sido, por lo que hay que disponer de nuevas soluciones informáticas que permitan, en primera instancia almacenar toda esa información y en segunda medida filtrar y analizar la información relevante para desarrollar las estrategias de empresa, esta parte se conoce como Internet de las Cosas (IOT del inglés Internet of Things) y la Nube (o Cloud).
Gemelo Digital La interrelación de todos los conceptos descritos arriba permite introducir el concepto de Gemelo Digital, que no es otra cosa que la completa digitalización de toda la información de diseño-productoproceso-fabricación-mantenimiento-regulaciones y que gracias a funcionalidades específicas permite trabajar en virtual (digital) con las ventajas que ello conlleva y la posibilidad de crear de manera rápida y económica diferentes escenarios que de otra manera no se podrían llevar realizar.
A continuación, se explicará brevemente el portafolio de soluciones para Digitalización de Siemens y cómo ayuda al completo desarrollo del gemelo digital.
Teamcenter La gestión de todos los datos que definen de manera integral un producto se almacenan y administran en una base de datos común, actualizada y accesible a cada una de las personas que requieran introducir nueva información o solo consultarla, esta solución, conocida como Teamcenter, es transversal en la empresa y es la espina dorsal que aglutina la información del ciclo de vida, por ejemplo al inicio del ciclo de un producto alguien tiene una idea y esta se puede almacenar en Teamcenter para que sirva como semilla para el desarrollo de la idea inicial. Esta idea se comienza a estructurar incluyendo bosquejos y cuando es más madura representación en 3D del producto, este 3D puede tener diferentes revisiones, pero cada usuario que accede a Teamcenter trabajará con la última revisión, reduciendo los errores. Con el 3D se pueden empezar a hacer análisis de esfuerzos de material o flujos de calor, por ejemplo, de tal manera que cuando se tiene certeza que la parte es correcta se puede enviar a mecanizado, si fuera el caso. Esta solución es conocida como NX.
Al mismo tiempo si el producto es complejo y está compuesto por partes hidráulicas, mecánicas, eléctricas/electrónicas, podemos simular el comportamiento de estos sistemas de manera aislada y/o combinada con Simcenter. La definición de los procesos de fabricación con sus respectivas operaciones y recursos asociados, también se realiza en Teamcenter y permite crear plantillas de procesos para ser utilizadas mas adelante con productos que requieran procesos similares, ahorrando tiempo al no partir desde cero, adicionalmente y en paralelo se pueden definir y controlar los proyectos que se estén ejecutando, pudiendo verificar gracias a simulaciones el comportamiento ya sea de una máquina, de una planta o parte de ella, para la simulación de planta y el flujo de material y consumo de recursos Siemens cuenta con la solución Plant Simulation. Temas como producción diaria o tamaño de pulmones se pueden analizar a través de la simulación, si nos referimos a una máquina compleja en donde la mecatrónica es clave, la solución es NX MCD (del inglés Mechatronics Concept Designer) en donde podemos comenzar con el análisis de control de la máquina muy pronto en el tiempo, o si fuera análisis de una célula robotizada se utiliza Process Simulate. Destacar que en estos tres casos de simulación es posible hacer que la simulación se controle por el programa de control de un PLC, en este caso conectamos TIA Portal de Siemens con la herramienta de simulación, lo que permite entre otras cosas, verificar y pulir el
programa de control, así como disminuir de manera considerable una puesta a punto de un entorno automatizado. Estamos trabajando de manera concurrente y digital en el gemelo digital.
Con el modelo digital ‘a punto’ se comienza la fabricación. En este caso las hojas de ruta, son una salida automática proveniente del árbol de procesos creado en Teamcenter, la planificación de la producción se puede realizar con Preactor, que ayuda a optimizar los tamaños de lote teniendo en cuenta las fechas de entrega y el material disponible. En este punto es muy importante recoger toda la información disponible de planta para el cálculo de los indicadores de producción/productividad, como por ejemplo porcentaje de defectos, stock, rotación, productividad de planta (OEE del inglés Overall Equipment Effectiveness). Para ello Siemens dispone de SIMATIC IT una solución que recoge información de planta y trabaja con los indicadores clave (KPI del inglés Key Performance Indicator). En este punto hay que recordar que estos datos también pueden ser almacenados y gestionados en Teamcenter, ahora además de la información digital tenemos información real de producto/proceso que nutre la base de datos para disminuir los posibles gaps entre la información virtual y la real. Aún se puede ir más allá y recoger cualquier información proveniente de cualquier máquina en tiempo real para utilizarla globalmente e indicar el estado de cualquier variable, su tendencia o cualquier análisis personalizado que se quiera hacer. Por ejemplo que unas máquina se autorregule para producir exactamente las unidades requeridas o que se autorepare. En este ámbito Siemens dispone de MINDSPHERE, el IOT para conectar las cosas reales con el mundo digital y OMNNEO para realizar análisis con esa gran cantidad de información. Estas son las respuestas de Siemens a Big Data y Cloud.
Para finalizar, podemos decir que la empresa digital teje un hilo digital a lo largo de todo el ciclo de vida y que los gemelos digitales (producto, proceso, programa, …) trabajan juntos a través de este hilo digital para predecir con precisión el rendimiento, optimizar la producción y permitir nuevas oportunidades de apoyo.