Un fabricante de equipos originales integra un sistema MES para fabricación inteligente
Siguiendo las tendencias de la Industria 4.0 y el Internet de las Cosas, el fabricante de equipos originales (OEM) Wittmann Battenfeld trabajó con IQMS para integrar un software de Sistema de Ejecución de Fabricación (MES) en sus máquinas.
Las preferencias y demandas de los consumidores son conocidas por impulsar cambios en los productos. En el área de consumo abundan los ejemplos, desde la conectividad de los sistemas de entretenimiento para automóviles con tecnología de teléfonos inteligentes (p.ej., CarPlay) hasta la eliminación del quaternium-15 y el 1,4-dioxano de sus productos por parte de Johnson & Johnson.
Al igual que las empresas de alto perfil, como las mencionadas anteriormente, adaptan sus productos a los consumidores, también lo hacen los fabricantes de equipos originales (OEMs). La diferencia es que las adaptaciones de los OEMs no suelen obtener el nivel de cobertura que tienen un Apple o Johnson & Johnson. Pero sus cambios no son menos radicales, y potencialmente incluso más impactantes.
Un buen ejemplo de ello puede verse en la reciente integración de un software de sistema de ejecución de fabricación (MES) por parte de Wittmann Battenfeld en la maquinaria industrial que produce. Wittmann Battenfeld es un proveedor mundial de máquinas de moldeo por inyección, robótica CNC, maquinaria de etiquetado y equipos auxiliares, como secadoras, mezcladoras y transportadoras para aplicaciones industriales. A medida que los sectores atendidos por Wittmann Battenfeld se mueven cada vez más hacia la fabricación inteligente –a través de la Industria 4.0, en particular, y del Internet Industrial de las Cosas (IIOT), en general–, la empresa vio la necesidad de proporcionar una solución lista para usarse a fin de simplificar la adopción de la Industria 4.0 y de las mejores prácticas de fabricación inteligente para sus clientes. Wittmann Battenfeld consideró la tecnología MES como un aspecto clave de este objetivo debido a que la empresa quería que sus máquinas hicieran lo siguiente:
Mejorar la eficiencia general de los equipos (OEE) a través de un conocimiento preciso y en tiempo real de datos de producción relevantes, como ciclos y devoluciones producidas;
Lograr una mayor precisión en la programación, y optimizar la planeación y el cumplimiento con los pedidos de clientes utilizando datos actualizados y precisos para una planeación y recuperación más rápida de condiciones problemáticas; y
Hacer que sus máquinas pasen de un mantenimiento prescriptivo a uno predictivo para optimizar la programación y capacidad de producción.
Dado el creciente interés en la Industria 4.0, la empresa se dio cuenta de que tendría que lanzarse al mercado rápidamente con esta idea, lo que significaba que tendría que asociarse con un proveedor de MES en lugar de intentar desarrollar su propio software.
Trabajando con el proveedor de MES IQMS, Wittmann Battenfeld integró un software de monitorización de procesos y producción en su última generación de máquinas inteligentes para dotarlas de funcionalidad MES. “Los equipos de Wittmann Battenfeld proporcionan al software de IQMS los datos sobre eventos, mediciones y estatus capturados utilizando la tecnología de sensores incorporada en los equipos,” dijo Steve Bieszczat, director de marketing de IQMS. “El software de IQMS captura, analiza y reporta sobre el estatus y progreso del área de producción basándose en la información recibida de los equipos de Wittmann Battenfeld.”
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La tecnología de sensores incorporada que utiliza Wittmann Battenfeld incluye sondas de temperatura, sensores de presión e interruptores de límite, dijo Dana Ford, que está a cargo de la manipulación de materiales y de los controles auxiliares/técnicos para Wittmann Battenfeld. “Estos sensores están junto a los equipos para operaciones normales,” dijo. “Lo que es exclusivo de ellos es que tenemos programas incorporados en los equipos que pueden exportar sus datos al sistema de IQMS, por ejemplo: Euromap 63 para la maquinaria de moldeo por inyección, OPC/UA para los periféricos de la Industria 4.0 y OPC/DA para el sistema de transporte central.”
Bieszczat señaló que Wittmann Battenfeld utiliza una “solución de enrutamiento patentada de Industria 4.0 que permite agregar varios equipos diferentes para su consumo directo a través del servicio/bus de monitorización de procesos de IQMS utilizando estándares de conectividad, como OPC DA/UA, CIP y Profinet, entre otros. IQMS cuenta con integraciones listas para usar tanto en Euromap 77 como en Euromap 63. Utilizando estas integraciones listas para usar y la herramienta de mapeo de variables de IQMS –que también está disponible lista para usar– fue sencillo arrastrar y soltar las variables de proceso relevantes desde los dispositivos de Wittmann Battenfeld hasta su representación en IQMS. A través de este servicio, el software de IQMS es capaz de ver, en un solo lugar, la información de cada uno de los equipos conectados a la máquina inteligente y vincular los datos relevantes del sistema MES a los datos que recibe directamente de los equipos.”
Wittmann Battenfeld e IQMS empezaron a trabajar en este proyecto el año pasado, con el primer sistema listo para usarse presentado en el evento NPE de la Asociación de Industrias del Plástico en mayo de 2018. La máquina de moldeo por inyección SmartPower 300 con la última generación de control de máquinas B8 es un ejemplo de uno de los productos de Wittmann Battenfeld que actualmente cuentan con esta integración tecnológica, dijo Ford.
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_“Esta solución de enrutamiento permite también mover un dispositivo auxiliar entre prensas para proporcionar inmediatamente datos de proceso relevantes para la prensa a IQMS sin necesidad de un complejo redireccionamiento de red,” añadió Bieszczat.
Ford dijo que estos dispositivos auxiliares suelen ser robots, secadoras, mezcladoras, controladores de temperatura o controladores de flujo de agua.
“Los equipos de Wittmann Battenfeld reportan sobre 75-100 condiciones y parámetros por máquina de moldeo por inyección, así como de los equipos auxiliares conectados,” dijo Bieszczat. “El software de IQMS captura esta información en bases de datos del historiador de procesos, que luego son extraídos para realizar recuentos, lecturas, condiciones y tendencias.” Los resultados de la minería de datos se reportan como datos de producción y proceso en tiempo real, tanto en una aplicación de gráficos en tiempo real como en cuadros de mando y vistas de diseño. También incluye conectividad ODBC directamente a la base de datos del historiador de procesos para obtener vistas más estratégicas del rendimiento de máquinas y procesos, predicciones y análisis de causa raíz.”
Al conectarse directamente a una máquina de Wittmann Battenfeld para obtener datos de producción relevantes, el software de IQMS utiliza sus cálculos de OEE listos para usar a fin de ofrecer vistas en tiempo real de la eficiencia de una planta, explicó Bieszczat. “Si los cálculos listos para usar de IQMS no le parecen bien al usuario, IQMS ofrece una solución de cuadro de mandos basada en la web que permite realizar cálculos de OEE definidos por el usuario que pueden visualizarse en cualquier cosa: desde una tablet o teléfono celular hasta una pantalla plana de 80 pulgadas en medio de la planta,” dijo.
Profundizando en los tres principales factores de OEE (disponibilidad, rendimiento y calidad), Bieszczat dijo que cualquiera de los tres puede tener efectos iguales o dominantes sobre la OEE. “Una máquina que esté desconectada está obviamente dominando la OEE con una falta total de disponibilidad. Lo mismo puede decirse de una máquina que esté produciendo sólo piezas defectuosas o funcionando con extrema lentitud,” apuntó. “Dicho esto, en la mayoría de los casos la disponibilidad, el rendimiento y la calidad tienen un impacto aproximadamente igual sobre la OEE. No se trata tanto de qué problema es dominante en la ecuación como de qué factor está oculto, y eso sólo se hace evidente a través del monitoreo y análisis de la OEE.”
Mediante el seguimiento de las variables de proceso relacionadas con la producción –como el tiempo de ciclo y el tiempo de ejecución de proceso– directamente desde las máquinas en el software de IQMS, los usuarios pueden aprender la diferencia entre “lo que piensan que son sus estándares y lo que realmente son,” dijo Bieszczat. “Por lo general, supone un momento de descubrimiento durante una ejecución de fabricación cuando el cliente comienza a extraer datos en tiempo real y se entera de que el tiempo de ciclo de 30 segundos que se supone que tiene, es realmente de 35 a 40 segundos. El software de IQMS almacena automáticamente esos datos y los compara con todas las máquinas que alguna vez hayan ejecutado esa labor e informa al usuario sobre qué máquinas ejecutaron mejor el trabajo; también proporciona esos datos a los usuarios para ayudar a generar una mejor programación de la producción.” Ford agregó que es común que los moldeadores intercambien los moldes de sus equipos para producir diferentes piezas. “El tiempo que se ahorra al implementar el sistema de Wittmann Battenfeld/IQMS es significativo para esos usuarios. Todos los datos relevantes para el rendimiento óptimo de cada molde se almacenan en el sistema para facilitar el acceso y la puesta en marcha.”
Este ahorro de tiempo se aplica también a la planeación y cumplimiento con pedidos, dijo Bieszczat. “La planeación y cumplimiento con pedidos vienen determinados en gran medida por el software de planeación de recursos de fabricación (MRP) y de programación. Sin embargo, si las máquinas no están funcionando según las especificaciones asumidas por el programador y la planeación de materiales, entonces el servicio de atención al cliente se verá perjudicado. Acoplar las máquinas con el sistema MES ayuda a impulsar la ejecución del cumplimiento con el cliente con datos de planeación precisos y permite una recuperación más rápida de condiciones problemáticas.”
Estos datos son también utilizados por el MES para generar órdenes de trabajo de mantenimiento preventivo para los equipos. “Además, a los usuarios de IQMS se les presentan tendencias a largo plazo en los datos variables de proceso, como el amperaje de la banda del calefactor, de modo que puedan visualizar o calcular las tendencias potenciales en el consumo de energía que podrían llevar a fallas de equipos, ayudándoles a pasar de un mantenimiento preventivo a uno predictivo,” señaló Bieszczat.
“Con la integración del sistema MES en sus máquinas, Wittmann Battenfeld dispone ahora de una práctica solución de Industria 4.0 para sus clientes fabricantes,” dijo Bieszczat. “Los usuarios pueden incluso configurar alarmas en cualquier variable de proceso para activar una alerta antes de que un proceso esté fuera de control y produzca piezas defectuosas. Estas alertas pueden ser enviadas por correo electrónico, enviadas por mensaje de texto o incluso anunciadas en toda el área de producción, poniendo fin a un problema antes de que se produzca.”
Intentar “optimizar el rendimiento sin monitorear la producción y los procesos es un proceso de prueba y error,” dijo Bieszczat. “Con máquinas inteligentes y MES, es ciencia.”
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