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La tecnología es un campo en constante evolución, que se mezcla constantemente en nuevas iteraciones e innovaciones para crear nuevas y emocionantes oportunidades para que los fabricantes actuales vuelvan a imaginar sus operaciones. En algunos casos, las nuevas tecnologías abren la puerta a los fabricantes progresivos que lanzan sus propias ofertas verdaderamente innovadoras.

La gran pregunta? Qué tecnologías justifican las inversiones en recursos a menudo significativas requeridas para navegar la transformación digital en curso y abrazar lo que promete la Industria 4.0.

Echemos un vistazo más profundo a lo que está sucediendo con algunas de las tecnologías clave:

Avanzando en robótica y automatización
Los fabricantes inteligentes son eficientes por diseño. Aquí es donde prosperan la robótica y la automatización. Y, según la Asociación de Industrias Robóticas, los fabricantes ven el potencial. Específicamente, los pedidos de robots aumentaron 5.2% hasta el tercer trimestre de 2019, con 23,894 unidades robóticas ordenadas, un valor de $ 1.3 mil millones.

La tendencia continua hacia entornos colaborativos está jugando un papel importante. A diferencia de las implementaciones históricas donde uno o dos procesos a menudo consumen una parte desproporcionada del costo del proyecto, los robots colaborativos (o cobots) permiten una inversión incremental. Como resultado, los fabricantes pueden automatizar un proceso a la vez.
Los Cobots son "más fáciles de digerir, más rápidos de implementar y generar retornos más rápido", dice Joe Campbell, gerente sénior de aplicaciones y marketing estratégico de Universal Robots. "El habilitador es la capacidad de trabajar codo a codo con operadores calificados". Según Campbell, ha habido un notable aumento en el número de pequeñas y medianas empresas manufactureras que adoptan robots colaborativos. Industryweek Com Sites Industryweek com Archivos Kit de lijado Robotiq "La diferencia es que, en muchos casos, el operador de línea está llevando a cabo la programación. El impacto comercial en estas compañías es significativo porque todos tienen dificultades para contratar, lo que afecta aún más a estas compañías", dice. "Estamos viendo regularmente que los robots colaborativos entran directamente o por debajo del costo anual de un trabajador de fabricación promedio". El aumento en la disponibilidad de periféricos prediseñados plug-and-play también está haciendo una diferencia significativa. "Las empresas enfocadas en la industria están construyendo productos para integrarse perfectamente con los robots en un asunto que elimina el tiempo, el costo y el riesgo comúnmente asociados con los robots", dice. "Esta tendencia continuará en kits de aplicación más profundos, haciendo que los robots colaborativos sean más atractivos". Como un excelente ejemplo, Robotiq desarrolló un paquete de software que permite a los fabricantes configurar fácilmente patrones de lijado complejos en superficies contorneadas. "No se trata solo de lijar la cabeza", dice Campbell. "Es el medio para aplicarlo de manera eficiente. Han reducido una operación de programación de varios días a una tarea de veinte minutos".
Como otro ejemplo, Vectis Automation desarrolló un kit de soldadura completo que incluye una capa de proceso de software diseñada para un soldador en lugar de un ingeniero para poner el robot en acción. "Es una cuestión de evadir la necesidad de un ingeniero robot experto para cada aplicación", dice Campbell. La tendencia general en la automatización, según el CEO de Rockwell Automation, Blake Moret, es la convergencia de la tecnología de TI y OT. "Está causando que las organizaciones se estructuren de manera diferente para aprovechar la integración", dice. "Cuando la gente habla de la transformación digital, está sucediendo en toda la empresa. Estamos viendo cosas muy interesantes en las que la organización de TI está asumiendo un papel diferente: colocando nuevas demandas en la infraestructura organizacional. Todavía necesita dispositivos inteligentes y la milla final para gire el motor y aterrice la E / S, pero la productividad se proporciona con una mayor cantidad de software basado en datos ". A medida que la automatización se abre paso en nuevos espacios, incluidas las ciencias de la vida y el vehículo eléctrico, el uso eficiente de los datos será significativo, explica Moret. "La forma incorrecta de hacerlo es aterrizar todo en una base de datos donde luego hay que buscar información", dice. "Para poder tener soluciones escalables que procesen la cantidad suficiente de datos que podrían estar en el borde o en la nube. Su fuerza de trabajo debe sentirse cómoda interactuando con el sistema, lo que hace que la simplificación sea importante. Necesitamos eliminar la complejidad". Abrazando la fabricación aditiva y la impresión 3D La industria de la impresión 3D valió $ 3 mil millones en 2013 y creció a $ 7 mil millones en 2017. Para 2025, se pronostica que el mercado representará más de $ 20 mil millones en gastos, según GlobalData. Hay algunas evoluciones clave que tienen lugar en este espacio que están alimentando la trayectoria de crecimiento en curso.
Lo más notable es la introducción de nuevos materiales y avances de software, los cuales están despejando caminos hacia nuevas aplicaciones creativas. Por ejemplo, a medida que la bioimpresión y la anatomía digital continúan madurando, la capacidad de cambiar sin problemas entre materiales para beneficiarse de las diferentes propiedades. Si bien los avances actuales continúan mejorando la capacidad de racionalizar la creación de prototipos, quizás el resultado más alentador es la capacidad de visualizar mejor el potencial futuro para la personalización masiva. Mirando hacia el futuro, el tecnólogo jefe de HP 3D Printing and Digital Manufacturing Paul Benning ofrece cuatro predicciones sobre cómo la impresión 3D transformará aún más el panorama de fabricación en 2020: Llegará el ensamblaje automatizado, con industrias que integrarán ensambles de varias partes que incluyen combinaciones de piezas de metal y plástico impresas en 3D. Actualmente no hay una súper impresora que pueda hacer todas las cosas intrínsecamente, como imprimir piezas de metal y plástico, debido a factores como las temperaturas de procesamiento. Sin embargo, a medida que aumenta la automatización, existe una visión de la industria para una configuración de ensamblaje más automatizada donde haya acceso a la producción de piezas de ambos sabores. El sector automotriz es un gran ejemplo de dónde el ensamblaje automatizado podría prosperar en la fábrica. Los beneficios de un ensamblaje automatizado para aplicaciones industriales incluyen la impresión de metales en piezas de plástico, la construcción de piezas resistentes al desgaste y la recolección de electricidad, la adición de tratamientos de superficie e incluso la construcción de conductores o motores en piezas de plástico. La industria aún no está lista para lanzar esta tecnología al mercado, pero es un ejemplo de hacia dónde se dirige la impresión 3D más allá de 2020. Las cargas útiles de datos para piezas impresas en 3D se codificarán en la textura de la superficie. Es una ventaja competitiva poder construir cosas interesantes en las superficies. Algo con lo que HP ha experimentado es codificar información digital en una textura de superficie. Al codificar información en la textura misma, los fabricantes pueden tener una carga útil de datos mayor que solo el número de serie. Esta es una forma de etiquetar una parte abierta o encubierta para que tanto las personas como las máquinas puedan leerla en función de la forma u orientación de las protuberancias. HP también puede colocar cientos de copias de un número de serie repartidas en la superficie de una parte para que sea oculto y universalmente aparente. Las universidades y los programas de capacitación crearán un nuevo conjunto de procesos de pensamiento para liberar a los diseñadores del pensamiento antiguo y permitirles aprovechar las tecnologías del futuro. El mayor impacto de la impresión 3D en las habilidades laborales de fabricación radica en el lado del diseño. Hay un mundo de diseñadores que han sido entrenados y desarrollados con tecnologías existentes como el moldeo por inyección.
Debido a esto, las personas sesgan involuntariamente su diseño hacia procesos heredados y lejos de tecnologías como la impresión 3D. Para combatir esto, los educadores de diseñadores actuales y futuros deben ajustar el proceso de pensamiento que entra en el diseño para la producción dadas las nuevas tecnologías en el espacio. Reconocemos que esto llevará algún tiempo, particularmente para las universidades que están iniciando programas de grado. Las nuevas herramientas de diseño de software guiarán a los diseñadores a hacer un mejor uso de la impresión 3D en la fabricación. Un ejemplo de esto es la Oregon State University, donde utilizan la impresión 3D para diseñar y construir automóviles de combustión, eléctricos y sin conductor. Los avances en el software y la gestión de datos impulsarán una mejor gestión del sistema y la calidad de las piezas, lo que conducirá a mejores resultados para los clientes. Las empresas dentro de la industria están creando enlaces API para construir un ecosistema fluido para clientes y socios. HP se está expandiendo en sentido ascendente para usar datos para permitir diseños ideales y flujos de trabajo optimizados para las fábricas Multi Jet Fusion. Estos datos provienen de archivos de diseño, dispositivos móviles o tecnología de escaneo y se aplican para mejorar la eficiencia de la producción y entregar productos individualizados diseñados específicamente para sus clientes finales. Trabajando con wearables Industryweek Com Sites Industryweek com Archivos Bram Van Oost I Vaah2gpe Uk Unsplash La mención de wearables a menudo recuerda una imagen similar a Star Trek. Sin embargo, no todos los dispositivos portátiles son de naturaleza futurista, ni todas son tecnologías ingeniosas de un solo uso. Al observar cómo los wearables pueden impactar positivamente en el espacio de fabricación, la clave es ir más allá del factor de forma para enfocarse intensamente en la aplicación.
Los wearables no se limitan a las unidades basadas en los ojos, con los relojes inteligentes de hoy en día capaces de monitorear las métricas médicas que sirven como un ejemplo perfecto ", dice el CEO de Parsable, Lawrence Whittle." Estos dispositivos inteligentes están bajando de precio y con un poco de creatividad pueden demostrar valioso en muchos sentidos. Por ejemplo, cuando un dispositivo portátil detecta fatiga, puede hacer ping a un supervisor para decirle que necesita asegurarse de que un empleado esté bien ". El objetivo con los wearables es identificar aplicaciones capaces de mejorar la seguridad de los trabajadores y la eficiencia de la producción. Los factores de forma correctos pueden aumentar y mejorar el trabajo de habilidad del ser humano. Por supuesto, las empresas deben ser conscientes de su uso, ya que algunas de las características como el reconocimiento de voz aún no están optimizadas para entornos industriales ruidosos. "A medida que transcurre cada año, la capacidad de conectar a los trabajadores está claramente ahí. VR y AR son casos de uso comprobados para la capacitación. Lo que creemos es que el valioso papel de los wearables es la ejecución del trabajo. Si regresa al sensor en una pieza de maquinaria para saber si se está sobrecalentando. Puede tener sensores en humanos para comprender mejor cómo están aumentando el trabajo ", dice Whittle. "Pueden desempeñar un papel clave en la detección del entorno, incluida la temperatura, el humo en el aire o cualquier número de factores que puedan afectar a las personas o los procesos". Reconociendo la creciente necesidad de 5G A medida que se multiplica la lista de tecnologías que impactan en los entornos de producción actuales, incluida la expansión de la Internet de las cosas industrial y la cantidad de dispositivos conectados, las demandas de ancho de banda se intensifican a medida que la creación y utilización de datos aumenta constantemente. La última generación de tecnología de red, 5G satisface la necesidad de una conectividad segura, confiable y de alta velocidad que admita una nueva realidad altamente móvil. Con velocidades de hasta 100 gigabits por segundo, 5G es aproximadamente 100 veces más rápido que 4G. Imagine, por ejemplo, un avión no tripulado que transporta un dispositivo dentro de la instalación entrando en una zona muerta y de repente pierde su conexión. Si bien la programación de software incorporada puede proporcionar algunos niveles de redundancia y consistencia para mantener el dron en vuelo hasta que restablezca una conexión, es comprensible que el tiempo en la zona muerta tenga consecuencias negativas significativas.
Si bien EE. UU. Aún no se da cuenta de sus beneficios, la tecnología necesaria para 5G existe con empresas como Ericsson, Qualcomm y Huawei a la vanguardia en su desarrollo. A diferencia de las generaciones anteriores, 5G aprovecha la tecnología digital de múltiples entradas y múltiples salidas utilizando haces dirigidos para seguir a los usuarios, lo que permite mejorar constantemente la cobertura y la capacidad. Por supuesto, su disponibilidad generalizada sigue siendo cuestionable en el mejor de los casos, incluida la necesidad de grandes inversiones en nuevas instalaciones de red y actualizaciones de software de gran alcance. Inversiones continuas en IoT A medida que la tubería conecta y recopila montañas de datos de un espectro completo de equipos y dispositivos, IoT continúa su progresión constante a medida que más empresas se embarcan en su viaje. Según la Encuesta de Internet de las cosas de PwC de 2019, los fabricantes son optimistas sobre IoT con un 93% creyendo que sus beneficios exceden sus riesgos. De hecho, el 68% planea aumentar su inversión en los próximos dos años. "Los fabricantes deben saber que si aún no han implementado IoT, ya están detrás de sus competidores: el 81% de los fabricantes industriales han aplicado IoT para aumentar la eficiencia operativa y casi dos tercios planean aumentar su inversión en IoT en los próximos dos años ", dice Rob Mesirow, líder de la práctica PwC Connected Solutions / IoT. "También es importante tener en cuenta los casos de uso de IoT más populares para que los fabricantes puedan guiar mejor sus propios planes de implementación. Los principales casos de uso son en logística (50%), cadena de suministro (47%), experiencia de empleados y clientes (46%), y mantenimiento predictivo (41%) ". Sin embargo, Mesirow señala que existen preocupaciones de ciberseguridad al implementar IoT. Específicamente, más ejecutivos en manufactura están extremadamente preocupados por IoT y ciberseguridad que en cualquier otra industria encuestada por PwC. "Con este conocimiento, los fabricantes deberían observar de cerca los dispositivos IoT y los socios que están considerando para asegurarse de que no están implementando dispositivos o redes con poca seguridad", dice. "Algunos enfoques a considerar son una mejor gestión de los ecosistemas y el desarrollo de políticas de gestión de datos más sólidas". Mesirow le dice a IndustryWeek que estaba sorprendido de que más fabricantes no hubieran implementado IoT para ayudar a evitar el mal funcionamiento del equipo (44%), especialmente a medida que el costo de estos dispositivos continúa bajando. "Cada vez que el equipo en el piso se cae, puede afectar drásticamente las operaciones e incluso detenerlas", dice. "Dado que la fabricación depende en gran medida del equipo, pensé que más fabricantes ya habrían implementado IoT para rastrear las reparaciones o planeado implementar la tecnología, pero solo el 27% de los ejecutivos de fabricación esperan hacerlo dentro de dos años".

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Hacia la digitalización 4.0 en la manufactura

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