Soluciones de Manufactura inteligente en el sector de alimentos

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En la actualidad, las empresas dedicadas a la fabricación de alimentos y bebidas, se enfrentan a muchos retos en un entorno complejo que les exige una mejora continua de la productividad y la eficiencia.

Los principales retos a los que las empresas del sector deben enfrentarse son:

Necesidad de respuesta rápida a los mercados cambiantes y a los gustos de los consumidores que están más conectados e informados que nunca.
Mayor presión por competir con proveedores en línea o productores especializados
Necesidad de cumplir con nuevas normativas para una mayor trazabilidad

Para seguir siendo competitivos en la fabricación, se ha evolucionado hasta conseguir una manufactura inteligente en el sector de los alimentos. Esta fabricación conectada y basada en la información está creando nuevas oportunidades para ayudar a comprender mejor las operaciones y obtener más beneficios de ellas.

Al conectar procesos que antes estaban aislados, la fabricación inteligente permite una visión única de las operaciones dentro de una organización y una comunicación fluida entre personas, datos y activos. Gracias a las mejoras en la colaboración en tiempo real y a la optimización continua de los procesos, la fabricación inteligente mantiene el movimiento de las operaciones y libera tiempo para ocuparse en resolver otros problemas.

¿Qué necesitamos para aprovechar todo el poder de la información?

La fabricación inteligente aprovecha las tecnologías punteras de la Industria 4.0 para optimizar la fabricación y ofrece la posibilidad de acceder a la información de las operaciones, analizarla y actuar sobre ella. Sin embargo, para obtener el máximo aprovechamiento de esta información, se debe tener una arquitectura de red convergente en la que se conecten los sistemas de TI y de la planta.

Esta arquitectura implica que la empresa sea una “empresa conectada” y ayuda a simplificar el funcionamiento de los sistemas y a agilizar la coordinación de los datos procedentes de diversas fuentes en las operaciones. Esto puede lograrse mediante lo siguiente:

Internet de las cosas (IoT): Mediante dispositivos inteligentes conectados a Internet se puede acceder a los datos que hasta ahora estaban sólo en las máquinas, los procesos y la cadena de suministro.
Redes inalámbricas y tecnologías de movilidad: Crean nuevas formas de comunicación y colaboración ya que permiten acceder a los datos y capturarlos desde casi cualquier lugar
Infraestructura de red segura: Basada en protocolos de Ethernet industrial permite compartir datos y comunicaciones en tiempo real y sin fisuras en toda la empresa.
Big data y el análisis de datos: Ayudan a gestionar cantidades masivas de datos de toda la empresa y a contextualizarlos en información procesable.

Por tanto, la integración de tecnología inteligente a los procesos de fabricación pueden mejorar significativamente la forma en la que se produce en una empresa. Veamos a continuación las ventajas de la manufactura inteligente en el sector de alimentos:

La Manufactura Inteligente mejora la utilización de los activos

El análisis de los sistemas integrados y de los datos procedentes de diversas fuentes puede mejorar las operaciones e impulsar la eficiencia transformando así la producción de alimentos y bebidas.

Mejor inteligencia: Poder conocer en tiempo real parámetros (temperatura, presión, tiempo de cocción y limpieza en el lugar) ayuda a crear un enfoque más proactivo de la seguridad y la calidad de los alimentos así como también facilita el cumplimiento de la normativa.
Inteligencia de fabricación empresarial (EMI): el software EMI organiza, correlaciona y presenta la información de producción para ayudar a los operarios a detectar problemas y realizar ajustes en tiempo real. Los cuadros de mando muestran el rendimiento de una máquina o línea, y las notificaciones alertan a los trabajadores si los parámetros de producción superan los límites preestablecidos.
Control mejorado: Un moderno sistema de control distribuido (DCS) integra todos los procesos de automatización en un único sistema para toda la planta. Las funciones del DCS, como el control predictivo de modelos (MPC), la gestión de alarmas y la gestión de lotes, pueden ayudar a mejorar la eficiencia de la planta y el rendimiento operativo. Los servidores y estaciones de trabajo virtualizados pueden ayudar a reducir las inversiones en TI, mejorar el tiempo de funcionamiento y ampliar los ciclos de vida.
Máquinas inteligentes: Los dispositivos inteligentes proporcionan a los fabricantes, el acceso a sus propios datos. Los datos en tiempo real pueden registrarse y analizarse para ayudar a los trabajadores a tomar mejores decisiones y optimizar todo el proceso de fabricación

La evolución a una manufactura inteligente mejora el rendimiento

La fabricación inteligente ofrece oportunidades para rastrear el rendimiento a lo largo de la producción y proporciona una visión más profunda de las áreas clave de producción para mostrar dónde pueden mejorar las operaciones.

También aportan flexibilidad y ayudan a responder rápidamente a los cambios de situación y a la presión externa, incluida la capacidad de responder a los desarrollos de la cadena de suministro para mejorar la producción bajo demanda, así como ayudar a prevenir y, si es necesario, gestionar las retiradas.

Las herramientas de software utilizadas en las operaciones de fabricación inteligente incluyen:

Software del sistema de ejecución de la fabricación (MES): Automatiza la recopilación de datos para obtener una visión más profunda e inmediata de la producción. Mejora la toma de decisiones en las operaciones, el mercado de productos básicos y las materias primas para ayudar a gestionar la variación de materiales y mejorar el rendimiento. También implica un sólido sistema de seguridad/calidad alimentaria y ayuda a realizar el seguimiento de los ingredientes.
Software de inteligencia de fabricación (EMI): Consolida los datos de muchas fuentes dentro de las operaciones y proporciona informes y análisis para ayudar a impulsar el rendimiento. Los responsables de calidad pueden revisar los eventos de producción y supervisar las celdas de trabajo para hacer un seguimiento del rendimiento de la primera pasada. Los directores de planta pueden supervisar el rendimiento como parte del seguimiento de datos y métricas de toda la planta.
Sistemas de integración de líneas: Ayudan a configurar, controlar y analizar el rendimiento de las líneas desde un puesto de operador estándar, de modo que los equipos de producción puedan desplegarse y optimizar rápidamente.
Software de control predictivo de modelos (MPC): Utiliza modelos predictivos para calcular los puntos de ajuste óptimos durante la producción. Supervisa continuamente múltiples parámetros para maximizar el rendimiento de los equipos y gestionar mejor los procesos complejos.

Aumenta la productividad de la mano de obra y gestiona su disponibilidad

La aplicación de estrategias para una fabricación inteligente también puede aportar beneficios en la gestión de la mano de obra, mejorando la productividad y a la vez protegiendo a los trabajadores. Los trabajadores más veteranos y experimentados se jubilan y los más jóvenes y menos experimentados ocupan su lugar y la fabricación inteligente puede gestionar estos retos de manera acertada.

Utilización de la mano de obra: La fabricación inteligente da acceso a datos en tiempo real contextualizados y relevantes para el trabajo que se realiza con el fin de crear una productividad sin fricciones.
Seguridad de los trabajadores: Los sistemas de seguridad integrados en los sistemas de control de la maquinaria pueden ayudar a mitigar los riesgos. Además, los datos sobre incidentes de seguridad pueden identificar los riesgos y ajustar las áreas en las que se producen paradas relacionadas con la seguridad.
Disponibilidad de la mano de obra: Las instrucciones específicas para los trabajadores y la información de producción contextualizada pueden ayudar a reducir la complejidad para los nuevos trabajadores, y los dispositivos móviles facilitan información en un formato interactivo y familiar.
Las operaciones de fabricación inteligente también permiten a los productores de alimentos y bebidas aprovechar los servicios externos para complementar la mano de obra existente cuando no se dispone de talento cualificado a nivel local, por ejemplo:
Servicios de supervisión remota de terceros que proporcionan una supervisión continua de las máquinas, la recopilación de datos y la asistencia en directo si un equipo de mantenimiento no tiene personal suficiente y está desbordado. Estos servicios son valiosos para los procesos críticos, las operaciones 24/7 y las que se realizan en lugares remotos.
Servicios de ingeniería integrados para que las operaciones sigan funcionando sin problemas en caso de que surjan problemas de personal. Los profesionales de servicios de campo formados en la fábrica pueden proporcionar servicios de apoyo de ingeniería y mantenimiento dedicados, y complementar las habilidades de la plantilla existente.
Creación de una mano de obra preparada para el futuro: Los trabajadores deben tener los conocimientos y habilidades necesarios para diseñar, mantener y apoyar la infraestructura de red. También deben ser capaces de aprovechar los datos que pueden mantener las líneas en funcionamiento durante más tiempo y mejorar la productividad.

Optimiza la gestión de recursos

Con la fabricación inteligente, la gestión de los recursos, el agua, el aire, el gas, la electricidad y el vapor, también se ven beneficiados.

Por ejemplo, el impacto en la gestión de la energía que tiene el sector de la alimentación y las bebidas es significativo y las tecnologías inteligentes pueden facilitar el acceso a los datos energéticos y aumentar la visibilidad para ayudar a tomar decisiones más inteligentes a la hora de controlar el uso de la energía.

Con estas capacidades, los fabricantes de alimentos y bebidas pueden gestionar proactivamente las necesidades de carga, mejorar el rendimiento del sistema y reducir los costes.

Consideraciones a tener en cuenta en un proyecto de producción inteligente

Aunque la fabricación inteligente ofrece múltiples ventajas, también requiere un enfoque más amplio de la seguridad. La conectividad sin fisuras y los dispositivos inteligentes pueden conducir a amenazas a la seguridad. Un programa de seguridad debe extenderse desde la empresa, hasta el nivel de la planta, y a todos los dispositivos finales.

Para la industria de la alimentación y las bebidas, la seguridad debe estar presente en los procesos, los equipos y las personas responsables de mantener la seguridad de los productos y garantizar una alta calidad.

En definitiva, la fabricación inteligente tiene la capacidad de transformar por completo las operaciones de fabricación de alimentos y bebidas al facilitar el acceso a información relevante y en tiempo real que ayudan a tomar decisiones acertadas para mejorar los procesos. Por tanto, la manufactura inteligente en el sector de alimentos es la clave para mantenerse a la vanguardia en una industria y un mundo que cambian constantemente.