Cómo TE Connectivity impulsa su propia digitalización
El objetivo de la fábrica digital es aumentar significativamente la productividad utilizando sistemas de la Industria 4.0 —como el Internet Industrial de las Cosas (IIOT, por sus siglas en inglés)— para conectar las máquinas entre sí y para sacar más partido a los datos de proceso. En la planta de TE Connectivity de Waidhofen (Austria) se puede ver esta digitalización en la práctica.
Como proveedor mundial de soluciones de conectividad, TE Connectivity (TE) cuenta con más de 100 centros de producción en todo el mundo. En 2014 la compañía decidió dar un impulso a la digitalización de todas esas plantas y lanzó una iniciativa llamada «Fábrica Digital». Reunió a expertos de distintos sectores en un Centro de Excelencia para que establecieran los cinco niveles de desarrollo que una fábrica digital debería ir alcanzando en las siguientes áreas de aplicación: Funciones básicas Calidad Seguimiento y localización Gestión de pedidos Gestión de herramientas Análisis predictivo Estas áreas de aplicación o módulos se subdividieron a su vez en un total de 15 aspectos que incluían, por ejemplo, una plataforma MES (sistema de ejecución de manufactura, por sus siglas en inglés), un control SPC (control estadístico de proceso, por sus siglas en inglés) y flujo de materiales.
Los primeros proyectos piloto que aplicaron (algunos de) estos aspectos se pusieron en marcha en plantas que fabrican productos en cantidades muy elevadas. La planta precursora es la de Waidhofen, situada en Baja Austria, donde se fabrican principalmente productos para la automatización de edificios destinados sobre todo a la iluminación, como relés y conectores de cable a cable. Los procesos de producción centrales de esta planta incluyen el montaje totalmente automatizado, el moldeo por inyección de plásticos, el troquelado y la galvanoplastia.
La conectividad de extremo a extremo de todas las máquinas proporciona información valiosa
En una fase inicial, se elevaron los aspectos de conectividad entre máquinas, interfaz de usuario y mensaje de alarma y respuesta (del módulo de funciones básicas) a un nivel de capacidad de entre 1 y 3. Esta fase, ya completada a finales de 2017, resultó en un aumento significativo de productividad, calidad y eficiencia global de los equipos (OEE, por sus siglas en inglés).
La conectividad entre máquinas es la base de la digitalización de la fábrica. Antes de poder analizar los datos en sistemas de TI, se deben registrar y comunicar. En la planta de Waidhofen, el 90 por ciento de todas las máquinas ya están conectadas a la red de la fábrica. Los controladores lógicos programables (PLC, por sus siglas en inglés) y los equipos de prueba de las líneas de producción registran y trasmiten a la red los datos de procesos y productos, que posteriormente son recopilados por unos sistemas de nivel superior a fin de que se puedan visualizar y analizar. Para posibilitar la evaluación de los datos tomando en cuenta varios aspec-
tos, ya se han añadido a la plataforma MES nuevos módulos de este software, modificados a su vez en parte en cooperación con el fabricante.
Para conectar el 10 por ciento restante de las máquinas de la planta de Waidhofen (cuyos controladores no disponen de puerto de Ethernet), se pretende usar una solución propia de TE, Spark. Spark es un tipo de pasarela que puede convertir cualquier protocolo PLC a protocolos de Ethernet como Profinet, Ethernet, IP o Ethercat. De esta forma, todas las máquinas de la planta de Waidhofen podrán soportar las funciones de los niveles de capacidad del 1 al 3, lo cual implicará que se pueda transmitir tanto la información de estado (L1) como los mensajes de error y alarma (L2), así como valiosos datos de proceso como los valores de los sensores (L3) de vibración, presión y velocidad.
La comunicación digital simplifica la logística y el mantenimiento
Una vez conectadas todas las máquinas, se podrán implementar otros dos aspectos del módulo de funciones básicas: los mensajes y la respuesta de alerta. Esto permitirá, por ejemplo, utilizar terminales de datos existentes en las máquinas para garantizar que los materiales se expidan más rápidamente del almacén al área de producción (y viceversa) a partir de solicitudes de traslado digitales. Además de lograr tiempos de respuesta más breves, el objetivo principal es reducir el requerimiento de espacio en el almacén y en la línea de producción.
Otro aspecto importante de los mensajes y la respuesta de alerta es la capacidad de localizar a especialistas de mantenimiento, no solo por teléfono, sino también automáticamente a través de los denominados mensajes push. Un ejemplo de un mensaje de este tipo podría ser: «La máquina 1 se ha detenido, máxima prioridad», junto con la información sobre el tipo de error, para que el ingeniero de mantenimiento pueda prepararse en consecuencia, llevando las piezas de repuesto correctas, por ejemplo. Se reducen los tiempos de respuesta e inactividad y aumenta la productividad.
Gestión inteligente de herramientas y supervisión en línea
Además de las funciones básicas de una fábrica digital, en la planta de Waidhofen ya se han valorado módulos o niveles de capacidad adicionales como parte de la iniciativa de la fábrica digital. Estos módulos incluyen la gestión de herramientas usando RFID para aplicaciones de seguimiento y localización, lo cual permite mejorar la disponibilidad de herramientas en relación con la planificación digital de mantenimiento. También se utilizarán cada vez más las herramientas de software que permiten automatizar la gestión de pedidos, como demuestra el caso de una planta de TE en México en la que ya se ha hecho y se ha logrado reducir el tiempo de planificación correspondiente de cuatro días de promedio a unas pocas horas.
Por tanto, hasta la fecha, la experiencia de TE demuestra que digitalizar la fábrica gradualmente deriva en un éxito tangible y rápido, que se puede traducir no solo en procesos más eficientes y en una mayor disponibilidad de la planta, sino también en términos de calidad. Cuando el personal de las líneas de producción conoce en todo momento el estado de la producción, esta información también puede servir para la llamada supervisión en línea, que permite controlar tanto el número de artículos producidos como, sobre todo, su calidad, y no solo al final de la línea, sino directamente durante el proceso. En este contexto la asistencia se proporciona con procesos como el SPC, que se puede usar para determinar si se están cumpliendo las especificaciones o si existen desviaciones (en este último caso, con la posibilidad de intervenir directamente sin incurrir en gastos extra debidos a piezas faltantes).
TE empezó a digitalizar sus fábricas hace más de tres años, definiendo para ello 6 campos de aplicación (módulos) y 5 niveles de capacidad. El año 2016 fue el punto de partida para la Unidad de Negocios Industriales de la planta de Waidhofen, en Baja Austria, que ha ido adquiriendo una gran experiencia en ingeniería de planta y conectividad entre máquinas desde los años noventa y ya usa la pasarela Spark desarrollada por TE. La siguiente fase implicará ahora añadir más módulos y alcanzar niveles de capacidad más altos en los diferentes campos, lo que seguramente se alargará hasta el 2020, para cuando ya tocará volver a barajar las cartas.