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Un nuevo tipo de f√°brica conectada

A medida que la pandemia obliga al distanciamiento social, los fabricantes utilizan la tecnolog√≠a para mantenerse conectados, creando una nueva visi√≥n de c√≥mo se agregan, comparten y act√ļan los datos para unir f√°bricas y personas.

Un nuevo tipo de fábrica conectada
Tim Rogers, director de arquitectura de servicios de fabricación de P&G, y Beth Scheid, directora asociada de tecnología de la información, servicios comerciales globales, analizan un cambio a la nube de datos de fabricación de GE Digital.

Hasta hace unos 10 meses, Hugh Roddy, vicepresidente de ingenier√≠a global y gesti√≥n de proyectos en Chobani, pasaba gran parte de su tiempo viajando entre las plantas de la compa√Ī√≠a en Nueva York e Idaho, adem√°s de dirigirse peri√≥dicamente al extranjero para visitar la f√°brica australiana. Pero el COVID-19 ha frenado sus costumbres de guerrero del camino y ahora, como muchos de sus compa√Īeros en la manufactura, tiene que gestionar los proyectos y las operaciones de manera remota.

Como resultado, Roddy ha recurrido a la tecnolog√≠a, incluidos los sistemas HMI (interfaz hombre-m√°quina) y SCADA (Supervisi√≥n, Control y Adquisici√≥n de Datos), el Internet industrial de las cosas (IIoT) y la realidad aumentada (AR) para administrar activos y solucionar problemas de forma remota con las m√°quinas. Pero tambi√©n necesita visibilidad de c√≥mo funciona cada planta en general. Hace unos a√Īos, esto podr√≠a haber sido un problema. Pero desde que Chobani adopt√≥ la plataforma Ignition de Inductive Automation, que √©l describe como un sistema operativo moderno de OT (tecnolog√≠a de operaciones), ha podido desarrollar muchas aplicaciones y paneles de control diferentes, lo que le brinda a √©l y a su equipo la capacidad para administrar nuevos proyectos, colaborar con las operaciones de las l√≠neas de producci√≥n actuales, y obtener una vista de √°guila de las plantas individuales desde el nivel empresarial.

‚ÄúCuando me conecto a nuestro sistema de encendido, puedo ver Nueva York, Twin Falls (Idaho) y Australia en cualquier momento‚ÄĚ, dice Roddy. "Las plantas est√°n m√°s conectadas con lo que est√° sucediendo aguas abajo y aguas arriba ... y a nivel empresarial permite que las plantas est√©n altamente integradas desde el piso de la planta hasta el nivel ejecutivo y viceversa".

Si bien Chobani adopt√≥ la plataforma Ignition hace a√Īos, otras empresas reci√©n est√°n comenzando su viaje de desarrollo digital, un proceso que se ha acelerado debido al COVID-19. Ahora, todas las empresas, independientemente del segmento de la industria, est√°n encontrando nuevas formas de mantenerse conectadas.

Personas y procesos

"La pandemia está acelerando el movimiento hacia fábricas digitales e inteligentes para mantener las operaciones funcionando de la manera más eficiente posible y para compartir [información] entre las células de una planta, las líneas de una planta o las plantas de una red", dice Paul Wellener, un vicepresidente de Deloitte LLP y líder de la práctica de Construcción y Productos Industriales de la empresa en Estados Unidos.

Un nuevo tipo de f√°brica conectadaDeloitte, junto con la Alianza de Fabricantes para la Productividad y la Innovaci√≥n (MAPI, por su sigla en ingl√©s), public√≥ recientemente un informe llamado "Aceleraci√≥n de la fabricaci√≥n inteligente: el valor de un enfoque ecosist√©mico", que indica que las asociaciones a largo plazo en forma de ecosistema pueden acelerar las iniciativas digitales y generar resultados. Seg√ļn el informe, si bien la industria manufacturera ya estaba en un viaje de transformaci√≥n digital, hist√≥ricamente ha sido complicado por la complejidad de los activos de conexi√≥n digital que, en algunos casos, tienen m√°s de 50 a√Īos.

La disrupción y las dificultades económicas causadas por la pandemia en curso han aumentado la urgencia de acelerar las iniciativas de fabricación inteligente para la competitividad futura. En una encuesta reciente del CEO de MAPI, el 85% de los líderes estuvieron de acuerdo o muy de acuerdo en que las inversiones en fábricas inteligentes aumentarán para junio de 2021. Y, aunque los economistas predicen que las inversiones comerciales generales podrían ser bajas durante los próximos tres ciclos, los encuestados en el estudio indicaron que están dirigiendo una mayor parte de sus inversiones en fábrica hacia iniciativas de fabricación inteligente.

Entonces, si bien pudo haber sido necesaria una pandemia global para empujar a las organizaciones a encontrar nuevas formas de trabajar virtualmente, las personas que viven en esta nueva normalidad dicen que la verdadera revelación aquí no es cómo la tecnología puede crear una fábrica conectada, sino cómo las personas usan la tecnología y cómo puede estandarizar los procesos.

"No se trata tanto de la digitalizaci√≥n o de los dispositivos IIoT", dice Roddy. ‚ÄúEl componente de transformaci√≥n es un dise√Īo organizacional que empodera al usuario de la tecnolog√≠a. Conectar f√°bricas consiste en permitir que la gente vea lo que est√° pasando".

De hecho, los expertos de la industria coinciden en que las personas y los procesos son la clave de la f√°brica conectada.

‚ÄúLa tecnolog√≠a nunca fue la barrera. Siempre fueron las personas, los procesos o las m√©tricas de la organizaci√≥n los que fueron los inhibidores o las barreras para obtener los beneficios que estaban buscando‚ÄĚ, dice Wellener.

Dado que la tecnología es el catalizador de la conectividad, gran parte del trabajo de conectar las plantas de manera práctica tiene que ver con los datos recopilados y lo que los operadores hacen con ellos. Y a medida que evolucionan las tecnologías de la nube, el análisis y la inteligencia artificial, también lo hace la forma en que trabajan los fabricantes.

Progreso de P&G

Cuando los fabricantes piensan por primera vez en conectar f√°bricas, un punto de partida t√≠pico es el sistema de ejecuci√≥n de fabricaci√≥n (MES). Ah√≠ es exactamente donde Procter & Gamble (P&G)  se embarc√≥ en su propia transformaci√≥n digital, viendo que, de sus 101 plantas, 94 sitios est√°n usando Proficy MES de GE Digital, mientras que aquellos que usan otro sistema propio est√°n haciendo una transici√≥n activa a Proficy.

Un nuevo tipo de f√°brica conectadaP&G tiene m√°s de 2.000 l√≠neas de fabricaci√≥n y 45.000 operadores y, seg√ļn Tim Rogers, arquitecto jefe de servicios de fabricaci√≥n de P&G, la empresa est√° tratando de averiguar c√≥mo tratar con m√°s de 100 plantas, cada una de las cuales tiene sus propias aplicaciones √ļnicas.

"Tienden a ser grandes, son locales y la gente quiere los datos, as√≠ que analizamos qu√© pod√≠amos hacer de manera diferente", dijo Rogers durante una presentaci√≥n en la conferencia de usuarios de GE Digital en octubre. ‚ÄúTenemos mucha infraestructura en las instalaciones [y pensamos] sacarla de las instalaciones. [Porque] si la dejamos all√≠, en √ļltima instancia, aumentar√° el costo de mantenimiento y soporte ".

Eso resultó en un programa piloto con GE Digital para probar su Predix Manufacturing Data Cloud (MDC), como una forma de mover los datos de fabricación a la nube y aplicar análisis.

Seg√ļn GE Digital, Predix MDC permite la consolidaci√≥n de tres conjuntos de datos necesarios para la optimizaci√≥n de procesos y las aplicaciones anal√≠ticas: datos de activos, datos de ERP y de fabricaci√≥n. Adem√°s, la estructura de la nube es segura por dise√Īo y se administra las 24 horas del d√≠a, los 7 d√≠as de la semana. Ingiere datos incrementales autom√°ticamente sin tener que depender de la intervenci√≥n humana y su tecnolog√≠a de punta incluye monitoreo y configuraci√≥n remota.

Llevar los datos a la nube result√≥ en una reducci√≥n del 80% de la infraestructura en el sitio en P&G, lo que tambi√©n aument√≥ el rendimiento porque hab√≠a menos datos para que las aplicaciones pasaran. ‚ÄúAl mismo tiempo, muchas personas acceden a esta informaci√≥n y est√°n empezando a realizar an√°lisis o pron√≥sticos m√°s avanzados o predicciones de lo que podr√≠a estar sucediendo en nuestras plantas o de lo que podr√≠amos hacer de manera diferente‚ÄĚ, dijo Rogers. "Y ahora que esta informaci√≥n se puede utilizar de forma centralizada en todas las plantas, se puede correlacionar con otra informaci√≥n de la empresa para realizar m√°s aprendizaje autom√°tico y an√°lisis avanzados".

Con ese fin, GE Digital está posicionando su portafolio de productos en torno a tres áreas: el trabajador conectado, la escala y la visibilidad de la empresa y la mejora continua esbelta. "[Tecnologías] como MDC permiten la visibilidad a escala empresarial y la capacidad de agregar datos procesables en nuevos niveles", dice Richard Kenedi, gerente general del negocio de plantas digitales de GE Digital.

Terrenos de prueba

Si bien GE Digital trabaja en estrecha colaboración con clientes como P&G, otros, incluidos Deloitte, Rockwell Automation y Schneider Electric, están construyendo sus propias fábricas inteligentes de prueba de concepto.

En septiembre, Deloitte lanzó The Smart Factory @ Wichita, ubicada en Wichita State University (WSU). Deloitte y WSU están construyendo una nueva instalación de 5.574 metros cuadrados que incluirá una línea de producción a gran escala, espacio dedicado para patrocinadores de ecosistemas selectos y laboratorios experimentales para explorar las capacidades de fábricas inteligentes utilizando inteligencia artificial, IoT y robótica para fabricar productos. El propósito de la instalación, que estará abierta a la industria en 2021, es crear un diálogo sobre cómo las empresas pueden acelerar su viaje hacia capacidades escalables y sostenibles.

Un nuevo tipo de f√°brica conectadaPredix MDC de GE Digital consolida conjuntos de datos para la optimizaci√≥n de procesos y aplicaciones anal√≠ticas.Rockwell Automation se embarc√≥ en su propia transformaci√≥n digital interna, que condujo a numerosas lecciones aprendidas y al lanzamiento de su organizaci√≥n de consultor√≠a Connected Enterprise. Esta organizaci√≥n incluye la adquisici√≥n de Kalypso, firma especializada en transformaci√≥n digital. Bas√°ndonos en su propia experiencia, ‚Äúcreamos un enfoque nuevo y reflexivo, pensando no solo en la tecnolog√≠a, sino tambi√©n en el proceso y, ante todo, en las personas y la din√°mica organizacional‚ÄĚ, dice Bob Murphy, vicepresidente senior de gesti√≥n de cambio empresarial en Rockwell Automation. "Descubrimos que [las personas] son ‚Äč‚Äčel ingrediente esencial para hacer que algo suceda en t√©rminos de f√°bricas conectadas".

De manera similar, hace unos tres a√Īos, Schneider Electric lanz√≥ una f√°brica inteligente en Estados Unidos, en Lexington, Ky., una construcci√≥n que tuvo lugar en una f√°brica abandonada que hab√≠a existido durante 60 a√Īos. El objetivo era crear un programa de f√°brica inteligente estandarizado integrado con pr√°cticas de manufactura esbelta.

‚ÄúMES fue la primera inversi√≥n, pero ha habido un par de inversiones desde entonces en diferentes tecnolog√≠as‚ÄĚ, dice Luke Durcan, director de EcoStruxure de Schneider Electric. "Tenemos m√ļltiples soluciones de automatizaci√≥n, robots, variadores, gesti√≥n de recetas y tambi√©n hemos invertido en tecnolog√≠a novedosa en torno a la realidad aumentada". La compa√Ī√≠a desarroll√≥ AR para dispositivos port√°tiles que se conectan a un PLC o la infraestructura el√©ctrica de una m√°quina, brindando a los usuarios una serie de recursos potenciales cuando ocurre una falla y gui√°ndolos a trav√©s de los pasos necesarios para ejecutar una reparaci√≥n.

Roddy, de Chobani, tambi√©n es un gran admirador de la RA, especialmente desde el inicio de la pandemia, ya que le ha permitido a la empresa seguir apoy√°ndose en los proveedores de tecnolog√≠a y los fabricantes de m√°quinas para obtener soporte virtual y, al mismo tiempo, les permite a los operadores resolver problemas. ‚ÄúUna persona de mantenimiento con gafas de realidad aumentada puede mostrarle a alguien a miles de kil√≥metros lo que est√° sucediendo. Eso en s√≠ mismo nos permite estar m√°s conectados‚ÄĚ, dice.

Entendiendo los datos

Recopilar datos para conectar fábricas es una cosa. Comprender lo que significan los datos es otra. Ahí es donde entran en juego empresas como TrendMiner y Sight Machine.

TrendMiner trabaja con datos de activos y procesos de series de tiempo que provienen de sensores de m√°quinas que normalmente se almacenan en historiadores, as√≠ como registros de calidad, mantenimiento y lotes de otras aplicaciones comerciales. Por lo general, los historiadores tardan en buscar y analizar datos. Pero las herramientas de b√ļsqueda y reconocimiento de patrones de TrendMiner pueden acceder a varios a√Īos de datos hist√≥ricos para buscar patrones en una fracci√≥n de segundo.

Un nuevo tipo de f√°brica conectadaSe puede acceder a Ignition, de Inductive Automation, desde dispositivos m√≥viles y tambi√©n desde computadoras centralizadas."Al igual que Google ofrece b√ļsquedas en la web, hemos indexado los datos, por lo que existe la misma propuesta de valor", dice el gerente de producto de TrendMiner, Rob Azevedo. ‚ÄúTrendMiner funciona como Google en la forma en que proporcionamos un cach√© sobre todos esos datos para que se puedan buscar y est√©n disponibles para an√°lisis en segundos. Y al igual que Google, donde tiene un punto de entrada donde puede iniciar su b√ļsqueda de datos y busca en todos los sitios web desde all√≠, lo mismo sucede en TrendMiner. Tiene nuestra √ļnica aplicaci√≥n que almacena en cach√© todas sus fuentes de datos y proporciona las herramientas y capacidades de b√ļsqueda para analizar todos sus datos, independientemente de su procedencia".

Además, dado que está disponible como un software como servicio basado en la nube, TrendMiner puede acceder a diferentes fuentes de series de tiempo de diferentes fábricas en todo el mundo para generar información desde un nivel central mientras se comparte con la gente en el sitio, dice Azevedo. “El diferenciador clave es que analizamos datos de series de tiempo, pero también incorporamos el universo contextual y los vinculamos a esos datos. Esto les permite a los expertos en la materia analizar lo que ha sucedido, encontrar rápidamente la causa raíz y monitorear para evitar ciertos comportamientos en el futuro ".

El proveedor de software de an√°lisis de fabricaci√≥n Sight Machine tambi√©n se centra en convertir los datos combinados de m√ļltiples fuentes en informaci√≥n √ļtil. La capacidad √ļnica de modelado de datos de la empresa puede tomar docenas de tipos de datos incompatibles generados por equipos de f√°brica y software de fabricaci√≥n y generar una representaci√≥n digital de todo el proceso de producci√≥n, incluidas las l√≠neas de producci√≥n, el tiempo de inactividad y los defectos. "Transmitimos los datos a medida que se generan, reestructuramos a partir del esquema en el que se encuentran y los organizamos en torno a conceptos generalizados como unidad de trabajo por m√°quina", dice Sudhir Arni, vicepresidente senior de resultados comerciales de Sight Machine. "Todo est√° asociado con una pieza o pieza de material a medida que se avanza en la producci√≥n".

Adem√°s, las recetas din√°micas de la empresa se actualizan de forma continua y autom√°tica la configuraci√≥n de la m√°quina para producir un rendimiento √≥ptimo en funci√≥n de una combinaci√≥n de condiciones relacionadas con las materias primas, el medio ambiente y la producci√≥n. "Esta es la capacidad de establecer una receta cada vez que se realiza una producci√≥n en funci√≥n de las condiciones actuales", dice Jon Sobel, director ejecutivo de Sight Machine. "Ese nivel de precisi√≥n y flexibilidad ha sido el dominio del juicio de expertos, nunca cuantificado ni repetible". Pero ahora lo es, dice, y puede extenderse a todos los activos de fabricaci√≥n, plantas y posiblemente incluso cadenas de suministro completas. "Si podemos comparar dos plantas en la misma empresa, ¬Ņpor qu√© no conectar a todos en la cadena de suministro?"

La clave de la conectividad

Para que se adopte la tecnolog√≠a, debe ser accesible, f√°cil de usar y aceptada por el usuario. Roddy llama al software Ignition de Inductive Automation un sistema operativo OT para la planta de fabricaci√≥n porque proporciona muchas aplicaciones m√°s all√° de los sistemas HMI y SCADA tradicionales. ‚ÄúNos ha dado la capacidad de, en cualquier momento, ver lo que est√° sucediendo en las plantas desde el punto de vista del control de HMI o desde el tablero de la planta‚ÄĚ, dice Roddy. "Y esos datos se pueden entregar a quien los necesite en cualquier momento".

Pero cuando se trata de poner m√°s datos √ļtiles en manos de quien los necesite, Ignition ofrece una opci√≥n muy √ļtil: un modelo de licencia ilimitado. "La conectividad es clave, y desde el principio, lo √ļnico que hemos intentado hacer es tener un modelo de licencia diferente", dice Travis Cox, codirector de ingenier√≠a de ventas en Inductive Automation. "Si tiene un enfoque ilimitado, abre m√°s puertas a la innovaci√≥n".

La compa√Ī√≠a tambi√©n pas√≥ mucho tiempo construyendo su m√≥dulo m√≥vil llamado Ignition Perspective, que es una herramienta de visualizaci√≥n HTML5 basada en la web que brinda monitoreo y control de procesos directamente desde un dispositivo m√≥vil, escritorio o panel t√°ctil.

Con esta herramienta, los usuarios pueden visualizar los datos de una manera con la que están familiarizados. "Si dificulta [el acceso] y tiene que licenciarlo [individualmente], entonces no será tan efectivo", dice Cox. La vida de todos es agitada y, por lo tanto, quieren datos al alcance de la mano, que es a lo que están acostumbrados. Y ahora, especialmente con las personas que trabajan desde casa, los datos tienen que llegar fácilmente. “Para nosotros, la perspectiva es fundamental para hacer llegar los datos a las diferentes personas que los necesitan. Cuanto más conectadas están las personas, más trabajan juntas ".

Por lo tanto, aunque hay mucha discusi√≥n sobre la "f√°brica conectada" en estos d√≠as, el aspecto verdaderamente transformador de la digitalizaci√≥n es la capacidad de conectar a las personas de forma segura y sin problemas.