El operador logístico Factor 5 (español) especializado en la aplicación de sistemas, tecnología y soluciones innovadoras, ha sido pionero en en el desarrollo e instalación del sistema Visual Check. Se trata de un sistema de control de calidad por análisis visual digital guiado por láser. El proyecto ha sido llevado a cabo en un gran centro de distribución en Sevilla.
El sistema Visual Check controla de forma automática la correcta ejecución de las acciones de preparación de pedidos dejando además una prueba gráfica en forma de vídeo de cada una de las acciones, con lo qué ante cualquier incidencia, es posible atenderla de forma objetiva eliminando cualquier conflicto con los clientes. Además, este sistema refuerza el correcto posicionamiento del operario utilizando un láser accionado de forma automática.
Tras la implantación de Visual Check, la calidad y la eficacia de la las operaciones han mejorado desde el 99,5% al 100%. El sistema ha permitido además analizar el diseño del proceso para mejorarlo eliminando cualquier incidencia de operación, y se ha demostrado igualmente eficaz en la eliminación de la pérdida desconocida.
Jose Manuel Tejera, consejero delegado de Factor 5, afirma: “Visual Check es un ejemplo de pensamiento paralelo, ingenio a la hora de resolver un problema y determinación para implementar soluciones y tecnologías que están disponibles para ayudar a nuestros clientes. Apostamos por la tecnología y sus posibilidades para mejorar el servicio, reducir costes y aumentar la competitividad de nuestra actividad”.
Factor 5 extenderá el sistema Visual Check en todas sus operaciones donde esta metodología de preparación aporte valor.
Según la compañía IFS, una nueva generación
de soluciones de inteligencia artificial demostrará su valor en 2019.
Una tendencia liderada por soluciones impulsadas por voz y robots
'pick-and-place' en almacenes inteligentes.
En primer
lugar, el 50% de las compañías de fabricación usará IA (Inteligencia
Artificial) de alguna forma a finales de 2021. Aunque cabe destacar que la
‘IA’ es una colección de tecnologías específicas, desde el procesamiento del
lenguaje natural, hasta la identificación visual, los chatbots, los análisis y
la automatización. Lo que todas comparten es el factor de inteligencia: caracterizado
por un alto grado de precisión y una habilidad muy rápida para aprender de sus
errores.
La segunda
predicción es que el 25% de los fabricantes se comunicará por voz con
sus sistemas en 2020.“Las soluciones IA son más inteligentes y más
elocuentes de lo que creemos la mayoría de nosotros. Hace un año, una
encuesta de clientes de IA descubrió que dos tercios de las personas que
dijeron que nunca habían usado IA, realmente lo habían hecho a través de
los chatbots. La calidad
era tan alta, que los chatbots no
se distinguían del habla humana. La misma encuesta encontró que el 84% de
los encuestados se sentía cómodo utilizando IA activada por voz en el hogar, en
forma de Alexa, Siri o Home. Y si la simplicidad, la velocidad y la
precisión son beneficios cruciales para el consumidor, imagine lo que podrían
hacer en una línea de fabricación”, afirma Antony Bourne presidente de Industry
Business Unit en IFS.
Y la tercera
predicción es que los robots pick-and-place gestionarán el 25% de los
productos en 2020. Los robots de las líneas de producción han sido
esenciales durante décadas. Pero ¿qué tipo de ahorro y ventaja competitiva
ofrecerán los robots habilitados con IA en el almacén? Cuando Amazon llegó a
los titulares con sus almacenes inteligentes dotados de robots rápidos e
inagotables, se hizo evidente el enorme rendimiento y ahorro que supondría. Los
robots no necesitan iluminación ni calefacción, por lo que los costes de
energía bajan mucho. No hay límites de tiempo o peso en los descansos, turnos o
cargas. Y la flexibilidad, la fluidez, el alcance y la economía de la selección
y la colocación, se traduce en un mejor uso del espacio sin pérdida de tiempo
ni esfuerzo.
“En IFS ya estamos
viendo que las empresas más innovadoras comienzan a trabajar con
almacenes inteligentes: las piezas más pesadas, que alguna vez requirieron un
equipo de trabajadores, ahora pueden ser transportadas desde la plataforma por
un robot, sin esfuerzo, sin pérdida de tiempo, ni costes adicionales”,
añade Bourne.
A esto, se le suma un estudio desarrollado por Deloitte,
que dice que el 95% de las organizaciones que
han implementado Robotic Process Automation (RPA) afirma que la tecnología ha
aumentado la productividad. Adicionalmente, el 93% de aquellas que han
implementado o escalado RPA afirma que ha mejorado el cumplimiento de
expectativas, el 81% indica haber reducido costes y el 77% asegura que la
tecnología les proporciona una mejor gestión de la información.
Solo el 5% de las compañías que implementan RPA lo hacen
únicamente para reducir costes, comparado con el 21% de las empresas que decían
lo mismo en 2017.
El siguiente gráfico indica el aumento de aceptación, respecto al año
pasado, para implementar RPA.
Percepción cada vez más favorable al uso de robotics
La encuesta de Deloitte
concluye que el 67% de las organizaciones ya han empezado a implementar una
estrategia de RPA. Hay un significante incremento en la percepción favorable
hacia RPA entre aquellas empresas que ya la han implementado, con un 81% de los
líderes empresariales de dichas organizaciones que muestran su apoyo al uso de
robótica, frente al 72% de 2017.
Luis González Gugel, socio
responsable de Robotics en Deloitte, afirma que “es más habitual encontrar
robots en las empresas y el valor que proporcionan es percibido positivamente
por una amplia mayoría. El desafío es lograr ampliar su uso de manera efectiva
para mostrar, verdaderamente, toda su capacidad de aumentar la productividad,
reducir los riesgos, aumentar los ingresos y mejorar la experiencia tanto de
clientes como de empleados”.
Aplicaciones prácticas de la Realidad Aumentada en la Industria de Automoción
y sus ventajas.
La realidad aumentada parece algo extraído de películas de
ciencia ficción, pero es sin duda una herramienta que agrada al público y cada
vez comienza a estar más presente en nuestra rutina diaria. La realidad
aumentada en la industria 4.0 es, hoy por hoy, un hecho. Si buscamos una
definición a este concepto podríamos simplificarlo como enriquecer el mundo
real que nos rodea mediante la superposición de información de interés:
imágenes, objetos 3D, vídeos…
Gracias a este tipo de tecnología podemos mejorar el sector
industria y hablar de fábricas inteligentes donde prolifere la conexión entre
máquinas y datos, y donde se presente la información al operario en soportes
diferentes, que permitan mejorar su trabajo y su productividad.
Figura 1: Implementación de la Realidad Aumentada en la
fábrica de Volvo
Mediante la Realidad Aumentada, o la también bautizada como
realidad mixta; y utilizando dispositivos como teléfonos móviles, o novedosas gafas
inteligentes (Vuzix, Hololens, etc.) se pueden aprovechar las inmensas
posibilidades que ésta tecnología ofrece. Pensemos en procesos de configuración
y diseño de maquinaria, formación y examinación de operarios, soporte en remoto
por parte de expertos, labores de mantenimiento de equipos y máquinas… En
definitiva, se abre un gran abanico de usos donde todas estas tareas pueden
servirse de la tecnología para dar un vuelco completo a la manera en que se
venían haciendo hasta ahora. Es sin duda el comienzo de una nueva revolución
industrial. Algunas marcas o empresas ya han iniciado el proceso de instalar la
realidad aumentada en sus procesos, como es el caso de Volvo, thyssenkrupp, o
incluso la NASA.
En el sector de la Automoción, la Realidad Aumentada beneficia
a los fabricantes de automóviles en muchas fases del ciclo de un producto,
desde el diseño, creación de prototipos a fabricación y comercialización. La
tecnología puede ahorrar tiempo y recursos en el diseño.
Además, complementa las herramientas tradicionales, como el
modelado en arcilla, con componentes virtuales sobre un objeto físico
existente, para mostrar variantes de diseño o para respaldar revisiones de
diseño, acortando ciclos y ahorrando en costos de diseño y creación de
prototipos.
La Realidad Aumentada también ha comenzado a transformar el
marketing y las ventas en el sector, con aplicaciones que permiten interactuar
con los vehículos antes de tomar una decisión de compra.
Volvo es uno de los fabricantes pioneros
en el uso de la Realidad Aumentada implementando esta tecnología en sus plantas
de producción de la mano de las gafas Microsoft HoloLens. Esta herramienta sirve
para que operarios confeccionen el coche con la información necesaria en primer
plano. También están presentes en la parte comercial: Dando al cliente la
posibilidad de generando una imagen virtual pueda ir configurando a su gusto el
automóvil: características, añadir opciones y cambiar colores de carrocería o
tapicería para que el cliente pueda ver el efecto sobre un modelo virtual muy
próximo al real.
Por su parte Mercedes-Benz con su Furgón MB Sprinter, utilizando una tableta y gracias a la tecnología de la realidad virtual, los clientes podrán ver la nueva furgoneta como si la tuvieran delante, cambiarle el color e incluso rotularla para comprobar cómo quedaría con el nombre de su negocio incorporado en la carrocería.
Y para los ya usuarios de otros modelos de Sprinter, se ha creado una aplicación que les permitirá escanear el logo de su furgoneta y ver un vídeo de presentación del nuevo modelo, en el que también se les invitará a conocerlo con más detalle en cualquier concesionario de la marca
El fabricante Coreano Hyundai ha mostrado como implementa la
tecnología de la RA pensando en el cliente final: sustituye el manual de
usuario por una tableta hay que mostrando las explicaciones directamente sobre
los elementos del vehículo, tanto por fuera como por dentro. Esto lo hace
apuntando con el teléfono hacia lo que queremos conocer, y la aplicación-manual
se encargará de dibujar el nombre de los elementos. Por ejemplo, con el capó
motor abierto, y enfocando con la tableta, la aplicación de Hyundai nos va
mostrando sobre la pantalla el nombre de los elementos que componen en vano motor.
Nos indica como comprobar el nivel de aceite, el líquido refriante o donde se
encuentra el filtro de aire. En el siguiente video se muestra cómo funciona el
sistema y el cliente puede interactuar con él.
En resumen, la implementación de la Realidad Aumentada en la
Industria supone ventajas en cuanto:
Fabricación: Monitorizar
todo el proceso de producción, así como su supervisión.
Personalizar o
diseñar un producto: Tener una visión global de la fabricación de un producto,
despiece de las capas que lo componen, etc.
Marketing: Presentaciones
en 3D para elementos complicados de mostrar.
Logística: Programación
de tareas y gestión del trabajo. Indicaciones visuales de las órdenes de
pedido.
Manos libres en los
operarios para manipular la mercancía mientras interactúan con su entorno.
Formación: Formar a
los operarios a través de textos explicativos que aparecen en imágenes de RA.
Formar en entornos
reales añadiendo información extra, o incluso simular esos entornos reales que
quizás por disponibilidad o localización no son siempre accesibles.
Examinar de una
manera directa y práctica.
Mantenimiento y
soporte: Ayudar en la detección de problemas en el lugar de trabajo, indicando
los puntos físicos a revisar. Realizar indicaciones visuales desde un soporte
remoto ayudando a optimizar tareas mediante guiados en exteriores e interiores.
MADERA DIGITAL: MADERA REPLICADA MEDIANTE IMPRESIÓN 3D
Un nuevo desafío ha sido superado mediante impresión 3D. En esta ocasión, investigadores de la Universidad de Columbia han conseguido imitar la textura única y la estructura interna de la madera utilizando esta técnica.
El equipo de ingenieros ha utilizado imágenes tomográficas para reproducir tanto la textura de la superficie como la del interior de materiales orgánicos anisotrópicos, como la madera.
Para ello, han cortado 230 imágenes con una máquina equipada con control numérico computarizado (CNC) y una cámara. Es decir, la máquina pasó por la superficie del material 230 veces para capturar sucesivamente las imágenes de las diferentes capas interiores de la madera para poder reproducirlas en la impresora 3D en el siguiente paso del proceso.
Estas imágenes han tenido que convertirse a un código imprimible en 3D: se escalaron y se tradujeron del estándar de color RGB al CMYK, para ser compatible con la impresora 3D que se ha utilizado, la Stratasys J750 PolyJet. La impresora ha replicado la muestra de madera imprimiendo secuencialmente las capas generadas en las 230 imágenes.
Stratasys utiliza el software GrabCAD Voxel Print, que permite a los usuarios tener un control a nivel de voxel, es decir de pixel volumétrico. Este control es el que facilita la fabricación de materiales con cambios continuos de rigidez, explican los investigadores en el estudio titulado Digital Wood: 3D Internal Color Texture Mapping.
El resultado final impreso en este estudio se asemeja mucho al bloque de madera original, tanto en su apariencia externa como en su patrón interno. En este estudio, se utilizó la impresión de voxels para replicar las estructuras de la muestra de madera de olivo.
RACON
DESARROLLA UNA HERRAMIENTA INTEGRAL MÓVIL BASADA EN REALIDAD AUMENTADA PARA
TAREAS DE HABILITACIÓN EN EL NAVAL.
RACON HACE
USO DE LA REALIDAD AUMENTADA PARA ASISTIR AL OPERARIO EN LOS TRABAJOS DE
HABILITACIÓN NAVAL, GUIÁNDOLO EN EL PROCESO DE ENSAMBLAJE E INSTALACIÓN DE
ARMAMENTO Y/O MAQUINARIA.
En el
proyecto RACON se han desarrollado nuevas tecnologías y metodologías de
fabricación en el sector naval, basadas en el uso de Realidad Aumentada,
mediante un nuevo concepto de herramienta flexible que asiste al operario y da
soporte en la supervisión de la construcción naval. De esta forma, RACON ha
planteado el desarrollo de herramientas de Industria 4.0, centradas en el
usuario e integradas con los sistemas de gestión de la producción.
Este sistema
se basa en dos tecnologías complementarias: por un lado, herramientas de
Realidad Aumentada para asistir al operario y, por otro lado, herramientas de
integración vertical con el sistema de gestión (ERP/PDM) para permitir reportar
el estado actual de la construcción del barco in-situ, refiriendo los detalles
a un modelo CAD que pueda ser transferido rápidamente a diseñadores y/o
inspectores/supervisores de obra. Para alcanzar los objetivos propuestos, se ha
desarrollado una herramienta integral móvil (PC tipo tablet), que permite la
asistencia al operario en el proceso de habilitación naval, guiándolo en la
secuencia de ensamblaje e instalación de armamento y/o maquinaria. Además, se
ha enlazado con el sistema de gestión (ERP/PDM) para registrar y actualizar
automáticamente los cambios, variaciones o desviaciones encontradas
(integración vertical).
Estas
tecnologías permiten mejorar la eficacia de los trabajos de fabricación, el
lead-time, la capacidad de innovación del proceso y las condiciones laborales
ya que reducen las limitaciones existentes en la actualidad en los trabajos de
habilitación en astilleros. Entre ellas se encuentran el incremento en la
complejidad de las fases diseño y fabricación o la necesidad de desarrollar
procesos de fabricación flexible adaptada a lotes cortos.
PRINCIPALES HITOS ALCANZADOS.
El aspecto
técnico clave para la creación de las herramientas de soporte basadas en Realidad
Aumentada es la localización del operario en el entorno de fabricación. En
RACON se ha desarrollado un sistema de localización en interiores de buques que
permite determinar la posición del operario haciendo uso de imágenes 2D
capturadas por el dispositivo móvil y de los diseños CAD 3D de la zona de
trabajo, técnica que se conoce como Matching-CAD. Para el manejo de los
ficheros CAD se ha desarrollado también una metodología de comunicación e
intercambio de información entre las herramientas de soporte y un servidor
central, el cual dispone de un sistema de gestión de datos (PDM) que se utiliza
como enlace entre la fase de diseño y fabricación, que es otro de los aspectos
que se pretenden destacar con este proyecto.
Para la
asistencia a la fabricación se ha diseñado y montado un cabezal de proyección
robotizado que proyecta dinámicamente una imagen con los elementos a ensamblar
sobre la superficie de trabajo (ver imagen a la izquierda). Esto permite
reducir el número de operaciones de marcado en fabricación y habilitación naval
y, por lo tanto, minimiza los errores cometidos y el volumen total de
modificaciones.
Por otra
parte, se ha desarrollado una interfaz de usuario para representar directamente
en la Tablet imágenes de Realidad Aumentada que combinan la imagen real de la
escena y los elementos a ensamblar (ver imagen a la derecha). Esta aplicación
también gestiona la transferencia de información al cabezal de proyección
robotizado.
Colaboración
intersectorial
El proyecto
RACON, con un presupuesto de 1,25 millones de euros y una duración total de 30
meses, se enmarca dentro del Programa ConectaPEME 2016.
Las empresas
participantes en RACON abarcan toda la cadena de valor del proyecto, desde
desarrolladores de tecnología, ingenierías navales, hasta empresas de
habilitación (auxiliares navales) y astilleros. MIND (líder del proyecto) y
NODOSA, como usuarios finales de los sistemas desarrollados en RACON, han
aportado su experiencia en construcción naval; TESLA y EASYWORKS han trabajado
en el diseño y desarrollo de herramientas móviles centradas en el operario. Por
otro lado, se dispone de un líder tecnológico como GHENOVA, especializado en el
diseño de soluciones que cubren todo el ciclo de vida de un proyecto de construcción
naval.
La empresa FARO Technologies Inc, especializada en la fabricación de tecnología de medición portátil y en el desarrollo de sistemas CAM, ha desarrollado una nueva generación de dispositivos para la verificación y ensamblaje guiado por laser gracias a su novedoso sistema TracerSI Advanced Laser Projection. Anteriormente ya hubo varios prototipos de este sistema, y actualmente, ha desarrollado una versión mejorada del ya conocido TracerM . Este sistema proyecta imágenes láser 3D sobre una superficie física y brinda operario una herramienta con la que ensamblar componentes de manera rápida y precisa.
Esta solución reduce considerablemente el retorno de la inversión (ROI) dado que las empresas que introducen estos sistemas ya no necesitan invertir en plantillas físicas o moldes. Tampoco necesitan invertir capital en construir mantener o reparar determinadas herramientas para este propósito.
El siguiente vídeo promocional explica los beneficios de este sistema:
La línea de productos Tracer permite minimizar los costosos casos de inconformidades al implementar una solución simple, confiable y rentable que optimiza los procesos de producción. La capacidad de guiar una secuencia de procesos de ensamblaje, además de la posibilidad de ubicar y orientar componentes con precisión, aumenta la eficacia en la fase de fabricación.
Al usar archivos CAD para obtener plantillas virtuales, la solución elimina la necesidad de utilizar plantillas físicas y herramientas complejas, esto reduce significativamente el riesgo de errores y la generación desechos costosos durante el ensamblaje. Los fabricantes pueden minimizar los tiempos y gastos que implica usar plantillas grandes y pesadas mejorando significativamente sus procesos de control de calidad. Su interfaz fácil de usar minimiza las habilidades y el tiempo necesarios para operar el equipo.
Usando este sistema de escaneo láser, se puede ver en el siguiente vídeo, como un equipo consigue ensamblar una serie de elementos metálicos al producto que están fabricando, a modo de ejemplo real de implementación:
Este sistema de ensamblaje puede no ser el adecuado para una industria manufacturera de procesos altamente automatizados, pero sin duda alguna, será una revolución en la producción compleja de proyectos, como por ejemplo, en el sector aeronáutico.
A pesar de que ya existe una gama anterior de este producto, el desarrollo y la innovación que el nuevo modelo trae, abrirá las puertas a su mejor implementación y a su generalización en determinados procesos productivos.
LA REALIDAD AUMENTADA IMPONE SU EFICACIA EN LA INDUSTRIA 4.0
La realidad aumentada no para de mejorar, teniendo cada día mejores aplicaciones. Se trata de una tecnología que enriquece la visión del mundo real con información gráfica virtual. Es importante distinguirla de la realidad virtual, que, aunque están entrelazadas, plantean revoluciones diferentes, puesto que ésta última permite crear un mundo virtual desde cero con todo lo que queramos, pero un mundo fantástico, y la realidad aumentada consiste en agregar elementos virtuales (información adicional en forma de gráficos, imágenes…) a nuestro entorno real.
Esta herramienta arrancó en un principio en campos como el entretenimiento, el marketing y la educación, pero hoy en día, ha conseguido entrar con fuerza en la industria 4.0, sirviendo de gran ayuda para los supervisores de estas fábricas “conectadas” en sus quehaceres diarios. Tanto es así, que todas las industrias que actualmente conocemos están obligadas a experimentar un gran cambio e incorporar esta tecnología de realidad aumentada a muchos de sus procesos para convertirse en industrias más competitivas y conseguir ganar una mayor cuota de mercado.
Rockwell Automation y PTC acaban de presentar en su feria anual, celebrada en Filadelfia, varias soluciones en una plataforma llamada Vuforia, que aplica y consolida la realidad aumentada en el mundo industrial y compañías como Ford ya la están implantando en sus fábricas.
Estas compañías han empleado las famosas gafas Hololens de Microsoft pero es posible utilizar cualquier dispositivo electrónico con pantalla, ya sea un móvil, una tablet, etc. Sin embargo, con éstas se puede alcanzar una mayor libertad de movimiento para comprobar cualquier elemento de una máquina conectada observando cada uno de sus parámetros, el estado de las piezas, etc. Tan solo con apuntar con la cámara del dispositivo al código QR de la máquina o instalación que se quiere monitorizar es posible ver todo tipo de información sobre su funcionamiento.
Esto supone una gran ventaja en aspectos tan importantes como la seguridad, ya que en el visor aparecen tres zonas diferenciadas según la distancia a la que nos encontremos de la máquina. Si nos acercamos a una zona peligrosa aparecerá un área de color amarillo alertándonos y cuando nos aproximamos demasiado alcanzando la zona roja saltará una alarma o se parará la máquina.
En el caso de utilizar una aplicación desde el móvil o tablet, también se puede interactuar de múltiples formas con la pantalla táctil.
Si los sensores instalados detectan algún tipo de error se podrán visualizar todas las gráficas en tiempo real para poder solucionar el problema de forma más rápida y sencilla. Tanto es así, que incluso se puede comprobar cómo es una pieza por dentro y cómo está siendo su comportamiento, mucho antes de que decidamos intervenir. Además, el dispositivo empleado funciona como control remoto, por lo que la instalación responde a las órdenes que enviamos a través de él.
La alianza entre Rockwell Automation y PTC va a permitir también un mayor desarrollo de este tipo de soluciones de realidad aumentada y de otras tecnologías. Así, mientras que PTC desarrolla autómatas programables (PLC), aplicaciones de realidad aumentada y el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), Rockwell permite avanzar a las compañías en todo lo relacionado con analytics, MES, automatización, control industrial, sensores y redes.
De esta forma, cuando se consiga conectar absolutamente todo seremos capaces de monitorizar y controlar cualquier aspecto de la producción para, a partir de ahí, optimizarla, llegar antes al mercado y satisfacer mejor las necesidades de los clientes.
Nera, la nueva motocicleta diseñada por NOWlab (una compañia alemana de fabricación de aditivos BigRep) totalmente impresa en 3D, presenta una estetica agresiva y futurista.
Todas las partes de la motocicleta eléctrica Nera, excepto los
componentes eléctricos, fueron construidas mediante tecnología 3D, como
los neumáticos, llantas, cuadro, horquilla, la pieza que conecta la
rueda delantera y el eje con el cuadro, así como el asiento.
El sistema de impresión 3D elegido para este proyecto fue el proceso de
fabricación de filamento fundido, que alimenta un filamento
continuo de material termoplástico a través de un cabezal de extrusión
de impresora con calefacción y movimiento.
Tal y como explica el equipo de diseñadores e ingenieros, no
simplemente adaptaron los diseños de motocicletas existentes, sino que
imaginaron una bicicleta para la tecnología fabricación de filamento fundido de gran formato,
estableciendo un punto de referencia para un diseño verdaderamente
creativo; rompiendo los límites de la ingeniería mecánica tradicional.
El proyecto Nera ilustra los beneficios masivos que ofrece la impresión
3D para la producción de piezas de uso final, particularmente para
tamaños de lotes pequeños fabricados en un solo ciclo de producción a
series pequeñas, reduciendo de esta manera los plazos de entrega y los
costos, optimizando las cadenas de suministro y la dependencia limitada
de las redes de proveedores.
Además de funcionar con un motor totalmente eléctrico integrado en la
llanta trasera, con la batería instalada dentro del cuerpo angular, la
motocicleta Nera cuenta con neumáticos sin aire, tecnología de sensor
integrado y parachoques flexibles en lugar de suspensión.
El vehículo también cuenta con una dirección sin horquilla con ocho
articulaciones de pivote, una llanta romboidal liviana, luces LED
incrustadas con reflectores impresos en 3D, y estructuras hexagonales
que otorgan resistencia a elementos de carga como las ruedas.
La investigación médica ha dado un salto hacia el futuro ahora que la ciencia rusa ha logrado crear una glándula tiroides de ratón mediante una impresora tridimensional a bordo de la Estación Espacial Internacional. El próximo paso podría ser imprimir órganos humanos.
La impresora Organaut fue puesta en marcha tras ser suministrada a la base orbital por la nave Soyuz Ms-11 el pasado 3 de diciembre.
En lo que podría parecer un guion de una película de ciencia ficción, la tiroides fue creada exitosamente en gravitación cero, convirtiéndose en el primer órgano fabricado en el espacio.
La tiroides será enviada a la Tierra este mes para ser analizada y los resultados se harán públicos en febrero de 2019."Hemos recibido imágenes desde el espacio. La cámara muestra claramente cómo se ensambla la construcción viva de la tiroides de ratón", comentaron a RIA Novosti desde Invitro, la compañía rusa cuya subsidiaria 3D Bioprinting Solutions construyó Organaut.
Invitro ha explicado que los órganos y tejidos maduran de manera mucho más rápida y eficaz en gravitación cero, y que este experimento podría dar la luz verde al desarrollo de tejidos humanos en condiciones semejantes.
"No hay nada imposible", aseguró el consejero delegado de Invitro, Alexánder Ostrovski, cuando le preguntaron si veía factible la impresión de órganos humanos en la EEI. "La única cuestión son los costes. Ahora estamos trabajando en nuevos tipos de imprentas biológicas", contó.
Desde 2014 la EEI cuenta también con otra impresora 3D que imprime piezas de recambio o herramientas importantes.
En las últimas décadas hemos asistido a
grandes avances en los procesos de fabricación, caracterizados normalmente por
simplificar y automatizar tanto las fases de diseño como de producción. Desde
que Henry Ford inventase la producción en cadena ha llovido mucho, y hemos
visto cómo se incorporaban tanto herramientas de diseño e ingeniería asistidos
por ordenador, conocidas como CAD y CAE, como robots, sensores y elementos de
inteligencia artificial a las líneas de fabricación.
Hoy, gracias al imparable avance de la
tecnología y su rápida adopción en todos los aspectos de la vida diaria,
estamos asistiendo a la implementación efectiva de lo que podríamos considerar
uno de los elementos relevantes de la fabricación del futuro: la fabricación
aditiva, más popularmente conocida como impresión 3D.
Este avance notable no sería posible si
las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen evolucionado en
paralelo, retroalimentándose de manera mutuamente beneficiosa con los avances
tecnológicos en la impresión 3D. Pensemos que la fabricación aditiva permite
sacar el máximo partido a la optimización topológica o de forma, ya que se
eliminan muchas de las restricciones de diseño de otros procedimientos de
fabricación. Esto ha llevado al desarrollo de herramientas automáticas o
semiautomáticas para generar la geometría desde cero.
Se ha creado así la necesidad de diseñar
específicamente para la impresión 3D, y hacerlo de una manera diferente. Con
herramientas de optimización en la mano del diseñador y de forma completamente
integrada dentro del CAD, permite (y de alguna manera fuerza) que los
ingenieros, diseñadores y responsables de procesos actúen de forma colaborativa
para poder fabricar el producto final en el menor tiempo posible y con la
calidad requerida.
El avance de la impresión 3D no sería
posible si las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen
evolucionado en paralelo.
Pero sólo con optimización topológica no
es posible resolver todo el problema. Para que los procesos de desarrollo de
componentes funcionales puedan reducirse a periodos de días o semanas, son
necesarias herramientas de CAD, CAM y CAE orientadas a resolver los problemas
que aborda la fabricación aditiva. Pero, sobre todo, que éstas estén integradas
con el propio proceso, que de otro modo no podrá llegar a tener la eficiencia
que se necesita.
Si disponemos de un gemelo virtual que
represente adecuadamente el comportamiento de la pieza real, podemos predefinir
reglas para optimizar los parámetros de diseño dependiendo del material que
vaya a utilizarse para su fabricación.
Estas reglas o criterios de optimización
recogen todo el know-how de la compañía, tanto de sus procesos productivos como
del diseño. De este modo se puede garantizar que la calidad de cualquier pieza
será siempre la misma, ya que estos criterios están disponibles para todos los
programadores e ingenieros.
Para que los procesos de fabricación aditiva
sean lo más robustos y fiables posible, se requiere un análisis específico y
detallado de los parámetros de fabricación, como pueden ser la temperatura o
las tolerancias geométricas, lo que hace que cada vez sea más relevante el
papel de las herramientas de simulación para poder llevar estos métodos a la
producción a gran escala en el menor tiempo y coste posible.
Dada la creciente necesidad de los
fabricantes de ser capaces de personalizar de forma más ágil los diseños, no
nos cabe ninguna duda que la fabricación aditiva jugará un papel relevante en
el futuro. Y, a medida que las fábricas inteligentes se conviertan en realidad,
también lo harán las piezas que fabrican. Y a partir de ahí, el conocimiento
que se obtenga de la simulación será la guía de todo el proceso integrado,
desde el concepto, pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.
El conocimiento que se obtenga de la
simulación será la guía de todo el proceso integrado, desde el concepto,
pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.
Sistemas CIM e industria 4.0 aplicados en la industria automotriz
Los sistemas CIM utilizados en la industria automotriz, tienen el propósito de utilizar aplicaciones informáticas para la manufactura de vehículos, así como la distribución de la información adecuada de la producción a todas las áreas que lo necesiten. Ademas, existen sistemas automatizados de control, que permiten agilizar y simplificar algunos procesos críticos de producción.
A continuación se menciona los sistemas CIM aplicados en la industria automovilística:
Una de las implementaciones del CIM en esta industria es en la programación automática de vehículos, la cual nos permite saber, en que lugar del proceso se encuentra cualquier unidad a producir, y es posible monitorear el estatus del automóvil dentro del proceso. El CIM también recoge información de cada proceso y la distribuye hacia otros departamentos, su función principal es la de hacer llegar toda la información a los subsistemas para que estos se accionen de acuerdo a una programación de computo.
Otras de las aplicaciones del CIM en esta industria son en el reporte de los procesos, transporte de material y sistemas de calidad.
Pero todo esto esta cambiando, debido a a la irrupción de la industria 4.0, el Internet de las Cosas junto con el
Big Data y la tecnología 3D van a revolucionar el sector de la automoción en
los próximos diez años, en los siguientes aspectos:
Ingeniería de sistemas
Los fabricantes de
coches unificarán sus plataformas de diseño para organizar sus plantas. De esta manera, la modernización y la simulación
de los componentes se harán de la misma manera en todas ellas. Esto es lo que
se conoce como inteligencia de sistemas aplicada a los procesos.
En Asia, países como China o
Corea han sistematizado de forma global sus plantas con la integración de
plataformas. En Europa, los fabricantes de coches tienen sistemas
heredados, con lo que les es más difícil la integración de dichas plataformas.
Big Data e Internet de las Cosas
Tanto la conectividad de los objetos como
la recopilación de datos cambiarán el proceso de fabricación y los modelos de
negocio. Durante dicho proceso de fabricación las maquinas enviarán datos que permitirán prever averías en
ellas mismas (excesivo calentamiento o
demasiadas vibraciones…). Y sobre los modelos de negocio, el usuario
podrá elegir cómo quiere su coche, pudiéndose personalizar durante la
fabricación. La recopilación de datos que se transmitan desde los coches que ya
han sido vendidos, también permitirá conocer los usos y costumbres de los
usuarios y los fabricantes de coches podrán adaptarse a éstos, sorprendiendo al
usuario.
Tecnología e impresión 3D
Los datos recogidos se
pueden aplicar en la simulación 3D. Todo
se puede probar gracias a esta tecnología. Además, la impresión 3D ha abaratado
la fabricación de prototipos, con el consecuente margen para los ingenieros y
diseñadores para realizar infinidad de pruebas.
Canon presenta una nueva tecnología de impresión 3D de cerámica
Aunque es poco conocido, Canon no solo ofrece impresoras de inyección de tinta y láser. La firma se lanzó desde el año pasado a la fabricación aditiva, es decir la impresión 3D, con un primer modelo llamado MARV.
Era una pequeña impresora 3D de escritorio basada en la tecnología FDM (material fundido, aquí plástico) y orientada al público en general. Lamentablemente, no encontró a su público, no sólo por la ofensiva de las empresas chinas, sino también por su precio relativamente alto (más de 800 euros).
A pesar de este fallo, Canon persiste en el empeño y anuncia el desarrollo de una tecnología de impresión 3D de cerámica. Canon desarrolla tanto la máquina como el material que se anuncia como propietario. El grupo japonés evoca así la posibilidad de imprimir partes complejas, especialmente estructuras en forma de panal.
Las cerámicas ofrecen ventajas interesantes para ciertas áreas de actividad: resisten el calor y la corrosión, y tienen buenas capacidades de aislamiento. El uso de esta tecnología podría, por lo tanto, interesar a muchos sectores, industriales, tecnológicos y médicos.
Ya hay máquinas capaces de imprimir cerámica en el mercado, pero el material utilizado contiene resina que se encoge durante el proceso de cocción y puede llevar a una reducción del volumen de las piezas en un 20%, lo que lleva a imposibilidad de hacer prototipos de precisión.
El material desarrollado por Canon se basa en alúmina y se adapta a la fusión selectiva por láser. Por el momento, la marca no detalla su proceso de impresión, pero evoca la posibilidad de ofrecer piezas impresas estables y muy precisas (con márgenes de 0.8% después de la fase de recocido).
Desde la aparición de las tecnologías de la información y las comunicaciones, principios de los setenta, el modelo de referencia CIM se ha utilizado para el desarrollo e integración de estas tecnologías en el ámbito industrial con el objetivo de automatizar y mejorar los procesos productivos (aumento de la capacidad productiva, disminución de los costes, personalización de los productos y mejora de la calidad, entre otros).
El modelo de referencia CIM plantea una arquitectura piramidal donde cada subnivel de la pirámide se encarga de prestar servicios al nivel inmediatamente superior, ya sea proporcionar datos o ejecutar una acción. A su vez, el nivel superior se encarga de procesar los datos y de realizar peticiones de acción del nivel inmediatamente inferior, así como de proporcionar datos y atender las peticiones del nivel inmediatamente superior.
Así pues, en el nivel inferior del modelo de referencia CIM nos encontramos el nivel de sensado y control, donde un conjunto de dispositivos PLC (Programmable Logic Controller) monitorizan y controlan en tiempo real las diferentes partes del proceso productivo a través de sensores y actuadores. En la capa inmediatamente superior nos encontramos el nivel de supervisión, formado por un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) que se encarga de controlar los diferentes elementos para dar sentido al proceso productivo. Finalmente, en el nivel de gestión nos encontramos los sistemas de control y planificación MES (Manufacturing Execution System) y ERP (Enterprise Resource Planning), encargados de generar y gestionar las ordenes de trabajo para dar respuesta a los pedidos de los clientes.
Pero hoy en día el modelo de referencia CIM se enfrenta a un reto para dar respuesta a los nuevos requerimientos de acceso a la información que supone la llegada de la Industria 4.0, con la introducción de conceptos como el mantenimiento predictivo para reducir el tiempo de parada inesperada de las máquinas que conforman un proceso productivo y los costes asociados a estos. En concreto, para la implantación de estos conceptos se requiere de tecnologías de comunicación que permitan el acceso a la información en tiempo real, de protocolos de comunicación que permitan el acceso a la información de manera distribuida, y, finalmente, de mecanismos que faciliten el despliegue y el mantenimiento de estas tecnologías en el ámbito productivo.
Este año Intel ha presentado el concepto SDIC (Software-Defined Industrial Control), que se fundamenta en el concepto SDN (Software-Defined Networking) desarrollado en los últimos años en el ámbito del cloud computing (computación en la nube) y de las telecomunicaciones, con el objetivo de facilitar el despliegue de servicios y redes de manera determinista, dinámica y escalable. Este concepto rompe con el modelo de referencia CIM y propone una arquitectura distribuida que permita la flexibilidad de los sistemas productivos a la vez que mantiene las garantías de seguridad necesarias en el ámbito industrial.
Por tanto, este es un buen momento para empezar a pensar en la realización de las primeras implantaciones en el campo para validar aspectos clave tales como la integración con los equipos que ya se encuentran desplegados, y también la interacción entre los técnicos del ámbito de los sistemas de información y del ámbito de los sistemas de control, pues su cooperación es clave para la implantación de estas tecnologías en las diferentes fases del proceso (diseño, despliegue y mantenimiento). Enlaces: NCYT
