mar 13, 2020
Por Austin Weber, ASSEMBLY Magazine, marzo de 2020
Pulse aquí para leer el artículo completo.
Electronic Work Instructions llegan a su madurez
Nuevas herramientas de software ayudan a comunidad de ingenieros a aplicar procesos de producción
Nadie es perfecto. Hasta los ensambladores con mejor capacitación y mayor experiencia pueden cometer experiencias en la línea, especialmente en ambientes de producción de alta mezcla. Afortunadamente, una variedad de productos de software está disponible para ayudar a prevenir errores de ensamble. El software se ha vuelto un componente crítico para la manufactura hoy día, y los ingenieros pueden elegir entre muchas plataformas ya listas. Las interfaces se han vuelto más sencillas de usar y el software ahora es más asequible para pequeños fabricantes.
No obstante, las herramientas actuales de estado del arte hacen más que guiar a operadores. Las digital work instructions ayudan a promover la productividad, mejorar la eficiencia, simplificar la conectividad y mejorar iniciativas de Industry 4.0. El software habilita a fabricantes para enfrentar retos tradicionales tales como el rendimiento, variabilidad, innovación colaborativa, silos de datos y falta de comunicación, a la vez que también permiten tecnología novedosa tal como realidad aumentada y digital twins. Esto proporciona nuevos niveles de flexibilidad y personalización que se basan en el constante flujo de datos de tiempo real.
“Históricamente, el software de ensamble no había sido más avanzado que un PDF en una pantalla de computadora”, expresa Ben Marsh, Presidente y CEO de Scout Systems Inc. “Empero, el mercado ha evolucionado para involucrarse mucho más en la recolección y análisis de datos. Especialmente con la integración de hardware, el software ahora es un componente principal en la mejora de calidad”, afirma Marsh. “El software de instrucciones de trabajo es la puerta de ingreso a [aplicaciones] extensas de Internet of Things”.
“La verificación de aplicaciones respecto a errores con el Industrial Internet of Things (IIoT) y otras verificaciones en línea crea valor inmediatamente”, agrega Gilad Langer, Manufacturing Practice Lead en Tulip Interfaces. “A largo plazo, el mayor valor se obtiene de datos recolectados mediante aplicaciones. Esos datos pueden identificar oportunidades y resaltar patrones que antes eran invisibles. Los dispositivos inteligentes y el IIoT facilitan mucho más la recolección de más datos y procesos de red en formas nuevas”, agrega Langer. “El software de ensamble ahora puede implementar tecnología de computadora manejada por AI. Estos sistemas basados en visión pueden guiar al operador(a) en los ensambles, responder a gestos de operador e identificar regiones de interés a seguir”.
Mediante procedimientos de trabajo estandarizados, el software de ensamble captura datos de calidad y productividad de operadores y máquinas, resultando así en eficiencia y rastreabilidad mejoradas. Conforme más fabricantes enfrentan escasez laboral, el software de instrucciones de trabajo igualmente ha evolucionado desde checar errores en aplicaciones, a volverse una valiosa herramienta de capacitación.
“Eliminar errores continúa siendo importante, pero hoy vemos un mayor énfasis en la capacitación”, dice Marlene Eeg, Vicepresidenta Senior de Ventas en Sequence Software. “Muchas compañías usan instrucciones de trabajo estándar para capacitar a nuevos empleados sobre habilidades básicas, tales como soldar. Esto clama entonces por instrucciones en formato fácil de leer, fácil de usar”.
Industry 4.0
El interés creciente en tecnología Industry 4.0 también cambia la funcionalidad de software de ensamble. “Industry 4.0” ha propulsado una nueva gama de tendencias, pero todas parecen relacionarse con una sola palabra: ‘smart’, refiriéndose a manufactura inteligente”, reporta Kyle O’Reilly, Director de Ventas en Visual Knowledge Share Ltd. “Manufactura inteligente requiere de un elemento clave muy importante, que es los datos. Para poder ser inteligentes, se requiere que usted pueda predecir y reaccionar, ambas facultades posibles de realizar mediante análisis de datos. Así, esencialmente, al tener datos en tiempo real, las compañías tienen la información que necesitan en la punta de sus dedos, para tomar decisiones críticas”, señala O’Reilly. “El software puede ayudar [a ingenieros] a recolectar todos esos datos”.
De acuerdo con O’Reilly, el software de ensamble necesita ser flexible y escalable. Esto es porque no todas las compañías operan de forma igual. “Yendo desde manufactura de alta mezcla y bajo volumen, hasta manufactura con procesos de baja mezcla y alto volumen. El software necesita poder ser aplicable en muchos ambientes diferentes, y ahí es donde entra en juego la flexibilidad”, dice O’Reilly. “Industry 4.0 puede ser intimidante para las compañías que han estado operando de determinada manera por décadas. Es importante poder crecer y evolucionar de forma que [las y los ingenieros] puedan escalar su uso del software conforme se hacen más expertos y se alistan para más de las características y capacidades más avanzadas”, explica O’Reilly. Ahí es donde comienza el rol de la escalabilidad. Dependiendo de lo que busca hacer una compañía, [comunidad de ingeniería] podrá darse cuenta de que necesitan software de work instructions, un sistema ERP y algo para gestionar inventario”, agrega O’Reilly. “Estos sistemas necesitan la capacidad de integrar, hablar entre sí y permitir comunicación continua de ida y vuelta entre los datos. Así es como las compañías realmente pueden obtener estatus de fábrica inteligente”.
Muchos fabricantes batallan con aspectos de integración, seguridad y acceso a datos, razón por la cual la arquitectura y estándares de Manufacturing Execution System (MES) puede jugar un rol crucial en la eliminación de barreras entre sistemas y dispositivos inconexos, a la vez que también eliminar la dependencia en integración personalizada.
“Actualmente, los fabricantes pueden cosechar los beneficios de soluciones MES que se integran con estándares de fábrica IIoT abiertos y accesibles”, expresa Deb Geiger, Vicepresidenta de Global Marketing en Aegis Software Corp. “Tales estándares normalizan la salida de datos de fuentes máquinas, sistemas y humanos, habilitando auténtica conectividad y colaboración en un mismo idioma. También sirven para eliminar la dependencia en el middleware, habilitando a fabricantes para concretar los beneficios del IIoT e Industry 4.0 sin costos o cronogramas exorbitantes. El resultado es un ecosistema de fábrica auténticamente conectado, que habilita una nueva ola de oportunidades en automatización, optimización, manufactura inteligente y altamente adaptable, modelos de servicio bajo demanda”, afirma Geiger. “De hecho, al conectar lo digital y lo físico con una solución MES optimizada, los fabricantes habilitan el monitoreo remoto, diagnóstico, rastreo y ubicación y gestión de energía”.
“Esta implementación digital transformadora comienza con una capa fundamental de conectividad que habilita capacidades IIoT e Industry 4.0”, explica Geiger. “Esta capa sirve como el cimiento sobre el cual se levantan plataformas y aplicaciones innovadoras para productividad de manufactura. Esta metodología estratégica de capas a la innovación digital puede ayudar a fabricantes a superar sus problemas críticos de productividad a lo ancho de la fábrica”, agrega Geiger. “Eso promueve operaciones más inteligentes, rápidas, simples y de mejor respuesta en flujos de producto, flujos de producción y flujos de datos”.
De acuerdo con Dan McKiernan, Presidente de eFlex Systems, una tendencia a la que las y los ingenieros actualmente prestan bastante atención es las plataformas de manufactura digital escalables y modulares, que están diseñadas para aprovechar el poder de la IIoT en un amplio rango de diferentes aplicaciones de ensamble. Para tratar el asunto, eFlex Systems presentó recientemente el software Manufacturing Integrated Platform (MIP), que simplifica el control de piso en planta.
“MIP comprende todos los elementos de HMI, MES y SCADA en un paquete”, explica McKiernan. “En vez de tres capas, cada una con requerimientos de ingeniería únicos, ahora hay un paquete continuo. Este incluye características como work instructions básicas, control de E/S, control plug-and-play de herramientas DC y otro equipo, así como comunicación integrada y vistas personalizadas para gestión de planta. La plataforma también genera abanicos de datos granulares, cosa anteriormente imposible de obtener”, sentencia McKiernan. “Por ejemplo, captura información de rechazos a nivel tarea y elementos de temporización para cada parte en cada estación de trabajo”.
Tendencias en hardware
Anteriormente, el software de electronic work instructions típicamente operaba en terminales de computadora montadas en estaciones de trabajo. Hoy, los ensambladores pueden interactuar con una amplia variedad de opciones de hardware móvil, incluyendo smartphones, computadoras Tablet, gafas, relojes y otros tipos de dispositivos portables o wearables.
“Las redes de pisos de producción con dispositivos inalámbricos y portátiles se vuelven más aceptadas en procesos de ensamble manual”, dice Eeg. “[Se les usa] para implementar electronic work instructions, capturar resultados de calidad, monitorear desempeño de operadores y rastrear indicadores de desempeño estándar. El acceso a más redes Wi-Fi y el uso de tablets ha brindado a fabricantes más flexibilidad para usar nuevas aplicaciones de software”.
“Hay significativamente más opciones de hardware disponibles actualmente que hace cinco años, y a precios mucho más bajos”, agrega Floyd Dickson, Vicepresidente de Tutelar Technologies Inc. “Esta vasta disponibilidad proporciona una riqueza de oportunidades para las compañías para comprar e implementar hardware para mejorar sus operaciones. Desafortunadamente, el software no ha ido a la par de este influjo de hardware, así que la solución resultante suele involucrar programación PLM o software a medida”, dice Dickson. “La industria de software de ensamble necesita ponerse al tanto con la disponibilidad de hardware móvil y capacidades en otras industrias, tales como los mercados de teléfonos móviles y automatización casera. Se necesita más software para contar con inteligencia incorporada para saber cómo conectarse a cualquier dispositivo en la planta, configurarse rápidamente para resolver los problemas existentes, y ser lo suficientemente flexibles para atacar nuevos problemas u oportunidades conforme surjan”, afirma Dickson.
“Hoy, los ingenieros de manufactura desean software que resuelva problemas del mundo real del piso de planta, sin requerir de mucho tiempo y esfuerzo, o software específico y conocimiento de hardware”, resalta Dickson. “Hay muchos dispositivos diversos de hardware como para hacerse experto en todos ellos, y el número de dispositivos crece rápidamente. Las y los ingenieros también buscan software que sea accesible con seguridad desde cualquier parte, incluyendo en sus smartphones”.
Otro concepto de hardware que gana impulso en manufacturas es el Edge computing. Este trae la computación y almacenamiento de datos más cerca a la ubicación en la que se necesita, para mejorar tiempo de respuesta y ahorrar ancho de banda.
“Muchos fabricantes van tras esto dada la gran cantidad de datos que surgen del piso de producción de hoy, las limitaciones de seguridad de red y la falta de información de tiempo real que suele haber disponible en la línea de producción”, dice David Kaparis, Associate Partner en Engineering Industries eXcellence. “Edge computing habilita [a ingenieros] para ejecutar aplicaciones dentro de infraestructura en instalaciones, y entonces relevar esos datos a un repositorio central para su análisis”.
“Esta metodología ha llevado adelante al vehículo del servicio de manufactura”, agrega Kaparis. “Los agentes ahora pueden estar más cerca del equipo, para análisis rápido, y se asegura que los datos críticos se hagan parte del sistema de registro”.
