Obtenga grandes resultados con poca automatización

Especialmente para la mano de obra poco calificada, que es lo que normalmente tiene más sentido automatizar, muchos fabricantes están compitiendo con empresas como Amazon o McDonald's, señala Kulkarni. “En algunos casos, es posible que no encuentre mano de obra. Tenemos este cliente en medio de la nada y no puede encontrar personas que visiten el sitio. O vienen allí por unos días y luego se van. No es un lugar tan bonito y brillante. Hace calor, hay humedad y no quiero trabajar allí. Así que simplemente no aparezco al cuarto día”, dice. "Esa es la razón por la que la gente está considerando la automatización, no sólo desde una perspectiva de ahorro de costos, sino porque es posible que no tengamos el talento aquí".

Aunque el interés por la automatización sigue creciendo, todavía existe cierto temor entre los operadores, según Tom Bako, director de desarrollo empresarial de BAK Food Equipment. “Todavía encontramos que muchos operadores temen que estas soluciones automatizadas degraden su producto, su calidad, su sabor o el nivel de comodidad al utilizar la automatización. También vemos preocupación por el hecho de que la automatización aumente los precios de los alimentos o desplace a los trabajadores humanos”, afirma. “Pero estos temores son simplemente falsos. Más bien, la automatización puede mejorar la calidad general del producto, realzar el sabor y permitir que los trabajadores sean reasignados a áreas más interesantes o necesarias de la planta, que también podrían ser menos peligrosas”.

Un procesamiento de tocino que previamente requería a 40 operarios ahora utiliza solamente 2 para funcionar un sistema de cocción, ahumado y congelación automatizado en espiral.BAK Food Equipment

BAK Food Equipment tenía un cliente interesado en su línea de tocino totalmente automatizada como una forma de ayudar a aliviar algunas tensiones laborales considerables, señala Bako. Es un proceso que puede requerir 40 o más trabajadores con métodos tradicionales. "Este gran procesador implementó nuestro sistema automatizado de cocción, ahumado y congelación en espiral Protech y descubrió que habían reducido la pérdida de producto, mejorado la calidad del producto y aumentado el rendimiento, al mismo tiempo que habían optimizado su mano de obra disponible", dice Bako. "En este sistema en particular, estamos procesando 8800 lb/h de panceta de cerdo, lista para ser prensada y cortada, con dos trabajadores".

Encontrar los puntos problemáticos

Es importante comprender dónde sus operaciones podrían beneficiarse mejor con algún nivel de automatización. Una forma en que los ingenieros de CRB intentan comprender dónde podrían existir oportunidades es siguiendo el producto a lo largo de la planta. “Te conviertes en el producto y luego te mueves por las instalaciones”, explica Kulkarni. “Hacemos esas molestas preguntas como 'Por qué'. ¿Por qué estoy sentado ahí? ¿Por qué estoy esperando que un operador venga a recogerme? A medida que el producto avanza a través del flujo de valor, se comienza a identificar el valor agregado versus el que no tiene valor”.

Una segunda forma de abordar el problema es mediante simulación por computadora: recopilar información sobre restricciones del producto, flujos de trabajo, restricciones de programación, etc., y convertirla en un modelo de simulación.

Ambos métodos tienen ventajas y desventajas, pero una ventaja del método físico es que le brinda la oportunidad de interactuar con los operadores que ven estos problemas con regularidad. "Muchas veces tienen soluciones, pero es posible que simplemente no estén capacitados o simplemente no tengan los datos adecuados para respaldar sus hallazgos", dice Kulkarni. “Por otro lado, las simulaciones serán extremadamente poderosas porque realmente puedes avanzar y ver toda el área de tu dominio de una sola vez. Realmente puedes empezar a ver: 'Está bien, si hago este cambio aquí, ¿cómo afectará a aguas abajo o aguas arriba?'”

Tony Moses, director de innovación de productos de CRB, se hace eco de este sentimiento. Los modelos informáticos realmente pueden ayudarle a comprender mejor cómo la automatización de un proceso podría afectar a otro proceso, dice, señalando el caso de un cliente en el que el corte y el acabado de pepperoni estaban causando un cuello de botella en una pizzería. “Si automatizamos el corte de pepperoni, ese cuello de botella podría trasladarse a la cobertura de queso y es posible que solo obtengamos unas pocas pizzas, o que el operador tenga que desplazarse hacia abajo para mantenerse al día. Así que esa visión holística del modelo es asombrosa”, afirma. “Existen excelentes equipos para cortar en cubitos y triturar; hemos visto empresas pasar de manipular grandes bloques de queso a utilizar trituradoras automáticas. Pero hay que verlo de manera integral porque ese queso rallado tiene que ir a alguna parte”.

Llegando de aquí para allá

A veces la solución es tan relativamente sencilla como añadir un medio de transporte. “Si llegas a un punto en el que de repente hay un grupo de personas corriendo con cajas, moviéndolas del empacado primario al secundario, o personas subiendo del secundario al paletizador, el transporte es bastante barato, ”, señala Moisés. "Esa es una solución de bajo costo y alto impacto".

Ese espacio entre el embalaje primario y secundario se ha convertido en un punto importante para la automatización, según Bennett, y también es un buen lugar para que intervengan los equipos de transporte. “El cambio que veo se centra mucho más en el área del embalaje, donde no sólo "Hay costos de mano de obra, pero hay problemas de seguridad y ergonomía con personas que levantan productos pesados todo el día, todos los días", dice. Eso agrava el problema de la disponibilidad de mano de obra, por supuesto, si la gente no tiene reclamaciones de indemnización, añade.

Aunque el embalaje secundario ha experimentado su parte de automatización, en particular la robotización del embalaje de cajas o las operaciones de paletizado, lo que ha faltado es el espacio entre el procesamiento y el embalaje final, según Bennett. La necesidad no ha sido tan grande en estas áreas porque normalmente no han requerido tanta mano de obra, por lo que se ha prestado más atención a aquellas partes de la operación que sí lo requieren.

T. Marzetti utiliza robots delta para recoger bandejas empaquetadas de rollos Sister Schubert de la cinta transportadora, girarlas para que la cola de caballo quede en la posición de las 12 en punto y colocarlas en una caja de cartón.

Marzetti utiliza robots delta para recoger bandejas empaquetadas de rollos Sister Schubert de la cinta transportadora, rotarlas para que la cola de caballo esté en la posición de las 12 en punto y colocarlas en una caja de cartón.

"La cola de caballo debe estar en la posición de las 12 en punto si los gráficos del paquete van a estar correctamente alineados con los dos recortes de exhibición en la caja", dijo a Packaging World John Haenszel, gerente de proyecto de T. Marzetti. “Así que la solución Cama necesita hacer más que solo poner las bandejas en cajas de cartón a razón. Necesita colocar las bandejas en cajas de cartón con una orientación específica al ritmo. Utiliza un sistema de visión para hacer eso. Identifica la orientación de la cola de caballo y transmite esos datos al controlador Rockwell, que envía esa información al efector final robótico, que a su vez gira en la dirección que necesita para colocar la cola de caballo en la posición de las 12 en punto”.

A medida que la automatización se implementa tanto en las operaciones de procesamiento como en las de back-end, los fabricantes se están dando cuenta de la necesidad de mantener el espacio entre los movimientos también de manera efectiva, dice Bennett. “Si alguien está pensando en incluir un nuevo equipo en sus instalaciones (tal vez un paletizador automático, tal vez nuevas selladoras de cajas), es importante mantener el tiempo de actividad y la confiabilidad de esa máquina. Mucho de eso depende de cómo se presentan los productos”, señala. “Si está invirtiendo un cuarto de millón de dólares en un paletizador robótico, quiere asegurarse de que se alimente de manera constante y con la mayor frecuencia posible y que no se convierta en un cuello de botella. Ahí es donde entramos nosotros, para llevar el producto del punto A al punto B en cualquier condición que deba suceder y en cualquier secuencia que deba ocurrir para optimizar esa inversión en ese equipo”.

De hecho, a veces la única automatización que se necesita en una situación determinada es el transporte, sostiene Bennett, señalando su época como ingeniero industrial realizando estudios de tiempos. “El mayor desperdicio que intentamos reducir fue caminar”, dice. “Una persona que camina no está aportando ningún valor a ningún proceso. Entonces, cuanto menos pueda alguien moverse físicamente de un lugar a otro, o mover el producto físicamente de un lugar a otro, de alguna manera se ahorra mano de obra”.

Intralox trabajó con un procesador avícola para evaluar el equipo en su sala de sellado de bandejas. "Era parte de un proyecto más grande en el que estaban rehaciendo todos los cortes que entraban en esta sala", dice Bennett, explicando las áreas grises que a menudo se encuentran más allá de un nuevo proyecto de automatización. “Llega un punto en el que, si no vas lo suficientemente lejos, la automatización que acabas de realizar no es tan efectiva como podría ser. Este fue uno de esos casos en los que dedicaron mucho tiempo y esfuerzo a implementar una gran cantidad de equipos en la parte de corte”.

A veces, una pequeña cantidad de automatización puede ayudar a aliviar los cuellos de botella que surgen entre esfuerzos de automatización más grandes. Este fue el caso de una línea de sellado de bandejas después de que un procesador avícola añadiera automatización a su proceso de corte.Intralox

rsona que se aseguraría de que todo el producto estuviera como debería estar en la bandeja, porque el producto tiene que ser retirado de la línea. a una velocidad de 120 bandejas por minuto, el producto se empuja. "Por lo tanto, se dedica todo este tiempo y esfuerzo a realizar toda esta automatización desde el principio para obtener un mayor rendimiento, pero luego se traslada parte del problema más adelante", dice Bennett.

Por lo general, la solución ha sido simplemente involucrar a más personas en el problema. Hoy en día, por supuesto, es más fácil decirlo que hacerlo. "En este caso, con parte de la tecnología que habíamos desarrollado específicamente para el manejo de paquetes de bandejas, pudimos eliminar la necesidad de tener esas dos personas en cada línea de sellado de bandejas", dice Bennett. "Tenemos un clasificador que, una vez que el empacador de bandejas pone esa bandeja en la línea, pasa a la siguiente habitación, se identifica mediante un sistema de visión y va al sellador para cerrarla y empaquetarla en una caja".

El proceso ya no requiere dos personas en cada línea, pero también mantiene mejor la calidad del producto. "No tienen tanta gente adicional manejando el producto, y eso les permite manejar la capacidad que planearon originalmente sin tener muchos costos adicionales de personal".

Todavía hay un precio que pagar

Algo que no debemos dejar de mencionar es que pequeño no necesariamente significa barato. Estos proyectos de automatización relativamente pequeños aún pueden conllevar algunos costos iniciales y continuos significativos.

"Cuanto más automatizado esté, más habrá que pagar un precio por adelantado", afirma Scott Wever, director de ingeniería de fabricación de Hixson. "Pero si pueden recibir ese golpe en el lado del capital, podrán ver los beneficios de no necesitar una fuerza laboral tan grande o automatizar parte del proceso para hacerlo más fácil para sus trabajadores".

Es posible que los propietarios de marcas más pequeñas no tengan el presupuesto para asumir proyectos de automatización como los fabricantes más grandes, pero aún hay pasos que pueden tomar. Considere acercarse a un proveedor de equipos, explicarle su operación y averiguar si existe un sistema básico que brinde suficiente flexibilidad para crezca, recomienda Wever. "Ese es el objetivo: incorporar algo con la flexibilidad de poder agregar capital a medida que avanza durante los próximos años", dice.

Es posible que un proyecto de automatización determinado no tenga el presupuesto para ir más allá de su alcance inicial, pero es importante evaluar lo que eso significará más allá de ese proyecto en particular. "He visto que algo sale mal: se agrega todo este tiempo, esfuerzo y dinero por adelantado para aumentar el rendimiento, y ahora el back-end no está preparado para ello", afirma Bennett. “Todo el costo sigue ahí; simplemente está en una sala diferente”.

Con pequeñas cantidades de automatización, muchos proyectos tienen un período de recuperación de solo tres a seis meses, señala Taylor Keaten, director de Launch Partners, durante una mesa redonda en la última Emergin Brands Summit. "Puedes usar el dinero que estás ahorrando del primer proyecto pequeño para financiar el proyecto del siguiente nivel", dice.

Eso funciona con proyectos más pequeños, coincide Moses. "Tenemos un cliente en este momento que busca automatizar la limpieza, y así es como lo están dividiendo", dice. “Tenemos una serie de cuatro proyectos en los que la limpieza es una excelente manera de invertir un poco de capital. En lugar de que un equipo entre, abra una tetera, la rocíe, caliente agua y la pase por allí, puede comprar una plataforma CIP [limpieza in situ] y validar un procedimiento de limpieza. Y ahora, en lugar de tener un operador o un equipo de limpieza haciendo eso activamente, pueden presionar un botón y todo funciona y se registra automáticamente”.

El ejemplo del patín CIP permite al fabricante no solo ahorrar tiempo y mano de obra, sino que el sistema automatizado también registra todos los parámetros automáticamente, lo que facilita el mantenimiento de registros con fines de auditoría. “No sólo les permite ser eficientes, sino también reproducibilidad y repetibilidad”, señala Kulkarni. “Eso se vuelve importante, especialmente si hablas con los críticos. Quieren esos registros. ¿Cómo se valida que esto esté limpio?

Otro paso para el cliente es un sistema de gestión de recetas. Actualmente, hay mucho movimiento manual de ingredientes, además de registrar esos movimientos. "Si pudiera invertir en algunas celdas de carga o algunos medidores de flujo, sería una inversión relativamente menor", dice Moses. “Tal vez necesite algunos controladores de temperatura, algunos sistemas de control y luego el software para controlarlos. Esa es otra forma de reducir la mano de obra pero también aumentar la consistencia”.

Los avances tecnológicos también están permitiendo reducir los tiempos de retorno de la inversión en algunos casos, sostiene Kulkarni. "Tenemos un cliente que, en el pasado, estaba absolutamente en contra de los AGV [vehículos guiados automáticamente] porque no podían justificar el coste", afirma. “Pero el costo se ha reducido significativamente, no sólo el equipo, sino también la instalación de la infraestructura. Ya no necesito los cables en el suelo. Ni siquiera necesito la triangulación. No necesito las luces. Así que los costos de infraestructura han bajado, los cambios en las instalaciones se han reducido o casi se han eliminado. Así que ahora el retorno de la inversión no parece ser de cinco o siete años, sino de 18 meses”.

También es posible que descubra que todavía vale la pena invertir en algunos proyectos de mayor costo. “Tenemos un cliente que tiene un proceso de enfriamiento de dos pasos. Están utilizando equipos antiguos, donde enfrían el producto para bajarlo a una temperatura segura para los alimentos, y luego un congelador rápido. Están buscando reemplazar esos dos pasos con uno solo a través de un congelador en espiral”, dice Moses. “Eso no es algo barato; probablemente será una operación de siete cifras. Pero no serán varios millones de dólares”. Y valdrá la pena ahorrarse el trabajo de sacar constantemente el producto de la primera unidad de refrigeración para trasladarlo a un congelador rápido.

Los proyectos de automatización naturalmente conducen a otros proyectos de automatización. "La automatización expone problemas en el proceso", señala Newcome. “A la automatización le gusta la coherencia. Tenemos mucha flexibilidad debido a las tecnologías que utilizamos para detectar la posición del producto, pero todavía hay que controlarla hasta cierto punto. Es controlar el flujo de productos, y si hay grandes brechas en su producción, es comprender cómo funciona todo eso y optimizarlo. Nuestros mejores clientes son los que reconocen esto y ven el beneficio de la automatización”.

Newcome recomienda emprender el primer proyecto de automatización con una mentalidad abierta de que algo más podría tener que cambiar en sentido ascendente o descendente de ese proceso para obtener el beneficio completo.

Conectando todas las piezas de automatización

Incluso si está emprendiendo lo que podrían parecer proyectos de automatización únicos, es importante tener en cuenta el panorama general.

“A medida que una empresa crece, a menudo se topa con lo que llamamos islas de automatización”, señala Moses. “Entonces, cuando llegan a un punto en el que quieren abrir una segunda instalación, donde quieren comenzar a usar esos datos a nivel corporativo, entonces hay que empezar a pensar en las caídas de Ethernet y en unir todo eso. Eso les dará a sus funciones corporativas visibilidad sobre dónde están sus cuellos de botella, qué es realmente correr. Y eso ayudará a impulsar algunos de esos proyectos”.

También es mejor no dejar esta línea de pensamiento conectada para más adelante, o podrías terminar con un lío en tus manos. "Cuando empieces a comprar la primera pieza, ten esa línea de visión hacia la siguiente", dice Moses. “Por lo general, es más sencillo si optas por un sistema de control, proveedor de software, etc., porque luego capacitas a tu gente en eso y están acostumbrados a trabajar con eso. Y a medida que crezca, podrá aprovechar los precios”.

Wever recomienda contratar a alguien para que trace su plan general. "Si no cuenta con un integrador adecuado involucrado en poder unir todo eso y asegurarse de que está dando la mano durante todo el proceso, no tendrá éxito y tu OEE entrará en problemas", dice. "No va a tener la oportunidad de correr de manera eficiente", señala.

Otras consideraciones

A veces, por supuesto, la automatización no es la respuesta. Una línea de producción con una gran combinación de productos, por ejemplo, no será tan buena candidata para la robótica y la automatización como otra línea con una mezcla baja y grandes volúmenes.

Otras veces, no es necesariamente automatización lo que se necesita, sino simplemente una reasignación de la producción para mejorar la eficiencia.

"Hemos visto muchas veces que las empresas crecen orgánicamente y no se piensa mucho en el diseño", dice Kulkarni. “Simplemente estás dando un paso atrás y averiguando: ¿está tu diseño de una manera que permita eficiencias operativas, en lugar de colocar ese equipo allí porque tiene el espacio? Hemos realizado muchos, muchos proyectos en los que fue un simple cambio en la forma en que se distribuyen los transportadores, o en cómo se debe formar el equipo en forma de U para que pueda tener la misma persona a cargo de dos sitios diferentes. En ese momento no se trata de automatización, pero sí de eficiencias operativas que ayudan a reducir la dependencia de la mano de obra o mejorar la utilización de la mano de obra actual”.

La automatización no solucionará todos los problemas y no siempre será para todos, dice Nathan Arnold, director de desarrollo de clientes de Hixson, quien cuenta la historia de un cliente potencial que quería seguir haciendo las cosas como lo había hecho durante tanto tiempo. “Estaban usando un relleno muy viejo, y las botellas se desprendían y había diferentes niveles de producto. Era un llenado muy inconsistente”, recuerda. "Pero al final tenían a un tipo que los remataba con una pequeña jarra del producto para que todos estuvieran al mismo nivel".

Esto no parece particularmente eficiente, pero para los pequeños volúmenes que manejaba la empresa, no pudieron encontrar el retorno de la inversión para invertir en una nueva máquina llenadora. “La persona que tenían haciendo eso pagaba 20 dólares la hora. Y operaban la línea sólo un par de días a la semana”, dice Arnold. "Sí, la automatización es beneficiosa, pero algunos clientes simplemente no se dan cuenta del retorno de la inversión".

Sin embargo, las ventajas potenciales son numerosas. "Creo que todavía estamos arañando la superficie", dice Newcome de JLS. "Si doy un paso atrás y observo la operación de manera integral, hay muchas áreas que son oportunidades para la automatización".