Uso de sensores industriales para mejorar la productividad y mantenimiento de la planta

Uso de sensores industriales para mejorar la productividad y mantenimiento de la planta

La industria manufacturera ha utilizado sensores desde los inicios de la automatización industrial. Al principio, se utilizaban para activar respuestas mecánicas y reducir el trabajo manual. A medida que la tecnología evolucionó, se han empezado a utilizar sensores industriales para mejorar la productividad y para identificar áreas de mejora.

Dado el auge de las soluciones de monitorización de máquinas y del IoT industrial, el análisis manual de los datos y las simples respuestas mecánicas a las entradas de los sensores se han vuelto ineficientes e innecesarias. Con el aumento exponencial de la capacidad de recopilar datos y analizarlos a una velocidad y precisión impresionantes, la tecnología de sensores ha evolucionado para alimentar el sistema de IoT en lugar de ser el punto de parada de los procesos automatizados.

En la actualidad, los sensores de fabricación siguen siendo una pieza importante del rompecabezas de la IoT y la recopilación de datos de procesos productivos. Los fabricantes se están dando cuenta de que, aunque los sensores industriales serán necesarios en un futuro próximo, los avances en el IoT han ayudado a definir su papel en la planta de producción y en la recopilación de datos.

¿Qué son los sensores industriales y su función dentro de la planta?

Los sensores de fabricación se utilizan en la adquisición de datos para medir las condiciones físicas de una máquina. Consisten en un dispositivo que recibe o mide entradas y genera una salida de datos. Estos datos pueden utilizarse para activar una respuesta de la máquina, o pueden utilizarse para recoger datos para su análisis y almacenamiento.

Existen sensores industriales para una amplia gama de tipos de medición. Hoy en día, los sensores inteligentes pueden transmitir datos al borde de la nube, donde un dispositivo o plataforma inteligente puede procesarlos y analizarlos, antes de enviarlos a la nube. Esta información puede permitir la adopción de medidas, ya sea rellenando un panel de control de producción, activando una solicitud de mantenimiento o simplemente recopilando datos para un análisis histórico.

Gracias a varios métodos de comunicación, como 5G, Wi-Fi, una conexión celular y EtherNet, la recopilación de datos en tiempo real permite a la plataforma generar información que ayuda a mejorar los procesos de producción, reducir los costes y permitir el mantenimiento predictivo. Pero los sensores por sí solos no recopilan suficientes datos para ofrecer información sobre el estado total de la máquina. Por eso siguen siendo un complemento de una solución de conectividad completa, más que una solución en sí misma.

Los sensores son dispositivos bastante simples. Ayudan a desbloquear datos que nunca se pretendió compartir, como en el caso de equipos que no están habilitados para el IoT o en el caso de que los equipos no proporcionen de forma nativa un punto de datos que un usuario final necesita.

Las plataformas de datos de máquinas permiten la recopilación de datos junto con los sensores para garantizar que los datos brutos se capturan de todos los equipos y se estandarizan en un modelo común para permitir la capacidad de acción.

Sólo con los sensores, los fabricantes tendrían que recoger y estandarizar los datos manualmente. Y luego analizarlos manualmente o crear aplicaciones que permitan el análisis y la capacidad de acción.

Tipos de sensores utilizados en la fabricación

En la industria se utilizan tanto sensores industriales para mejorar la productividad así como sensores industriales para mejorar el mantenimiento

1. Acelerómetros triaxiales

Hay muchas piezas que giran en los equipos de fabricación. Un acelerómetro triaxial monitoriza y mide la vibración en las piezas y equipos giratorios. Estos sensores inteligentes también pueden medir otras variables como el desplazamiento, la aceleración y la velocidad. Junto con los análisis avanzados de IoT, estos datos pueden aportar información valiosa para que los gerentes y los técnicos sepan si una máquina está funcionando en buen estado o si una desviación es un evento único o un patrón preocupante.

2. Temperatura

Los equipos en movimiento generan mucho calor, y muchas industrias utilizan calor de proceso adicional para su planta de producción. El calor es un excelente indicador de la salud general de una máquina. Los sensores industriales de temperatura pueden ayudar a identificar el desgaste de la máquina, las secciones dañadas y el sobrecalentamiento, lo que conduce a fallos y problemas de control de calidad.

3. Sensores de vibración

La vibración no sólo se produce en las piezas que giran. Los sensores de vibración se pueden utilizar con transportadores, paneles y otras partes de la máquina para que los operarios y los técnicos sepan cuando algo va mal. Recolectar datos para el análisis de vibraciones te ayudará a evitar que un pequeño fallo evolucione y se convierta en un verdadero desastre.

4. Sensores MEMS (sistemas microelectromecánicos)

Los sensores MEMS son sensores industriales de movimiento que siguen el movimiento y el rendimiento. En su forma más sencilla, detectan el movimiento y activan una respuesta de la máquina para realinear un componente del equipo. En el mecanizado de CNC, pueden ser más complejos, rastreando la inclinación, la aceleración y la gravedad en una rejilla de eje para ayudar a mantener el mecanizado de precisión.

5. Sensores de par

Los motores de alta velocidad pueden crear una potente fuerza de par en una máquina. Estas fuerzas son aún más significativas bajo carga. Cuando los sensores industriales de par supervisan un motor o un eje, los conocimientos pueden ayudar a los fabricantes a garantizar la calidad, reducir el desgaste de la máquina y solucionar los problemas antes de que se produzcan. Estos sensores inteligentes suelen combinarse con otros sensores para crear una visión muy detallada del estado de los equipos.

6. Sensores de presión

Uno de los sensores industriales para mejorar la productividad de los procesos productivos con un alto nivel de eficacia son los sensores de presión, éstos supervisan cualquier componente de la máquina que utilice fluidos o gases, incluidos los hidráulicos, el agua, los productos químicos, el aire y el nitrógeno. Pueden configurarse para que el sistema de supervisión de la fábrica emita una alarma cuando se alcanzan límites altos o bajos.

Gestión de datos para sensores inteligentes dentro de la industria

Los sensores inteligentes liberan el potencial de los big data porque proporcionan los datos necesarios para que funcionen los análisis avanzados de IoT. Sin embargo, estos datos requieren contextualización y estandarización para que puedan aportar valor a los usuarios y sistemas.

• Contextual

Los datos contextuales implican añadir información relevante del mundo real a los datos de los sensores enviados a la plataforma de IoT. Sin contexto, los datos brutos pueden no ser útiles para los usuarios finales. Por ejemplo, el seguimiento y el análisis de los tiempos de inactividad es importante para los fabricantes. Pero si el operador no aporta el «por qué» de un evento de tiempo de inactividad, los datos son menos útiles.

• Datos relevantes

No basta con capturar datos: los datos recogidos deben ser relevantes. Esto significa que los sensores inteligentes deben seleccionar la información de alto valor y descartar la información redundante o innecesaria.

• Datos estandarizados

Los sensores industriales pueden proporcionar datos, pero el trabajo de una plataforma IoT es garantizar que los datos estén estandarizados en todos los equipos y dispositivos. Sin la estandarización de los datos, habrá un desorden de diferentes tipos de datos que no permitirán la capacidad de acción por parte de las partes interesadas y otros sistemas.

• Datos procesables

Los datos de los equipos son vitales para aumentar la eficiencia operativa y la productividad, ya que ofrecen una imagen precisa del rendimiento de la producción que puede entregarse a toda la planta como información procesable. Los datos procesables con notificaciones en tiempo real permiten a los operarios tomar medidas proactivas para reducir el tiempo de inactividad y los fallos en las máquinas. Además, ofrece a los directivos una visibilidad operativa completa.

Cómo los sensores industriales mejoran la fabricación

Los sensores industriales mejoran la fabricación al integrarse con plataformas avanzadas de IoT para ofrecer información procesable a la planta de producción y más allá. La tecnología de sensores inteligentes contribuye a este ecosistema para proporcionar una visibilidad superior de las condiciones de la máquina, los procesos, la producción y más.

En este ecosistema, los sensores industriales ayudan a capturar datos que pueden mejorar los procesos de producción, permitir el diseño de programas de mantenimiento predictivo y reducir los costes de funcionamiento.

Aplicaciones de los sensores digitales en la fabricación industrial

Hay muchas aplicaciones de los sensores digitales en la fabricación, entre ellas:

• Perspectivas basadas en datos

Cuando se combinan con el IoT avanzado, los sensores industriales recopilan datos que pueden devolverse a los usuarios en tiempo real como conocimientos valiosos y procesables. Esto revoluciona la fábrica y el taller al permitir al personal supervisar, regular y mejorar las operaciones.

• Seguridad

Dado que forman parte de un sistema profundamente vinculado a la analítica impulsada por la IA, los sensores digitales pueden aportar beneficios de seguridad a una empresa. Esto podría incluir la detención precisa del trabajo cuando se descubre un peligro o las notificaciones en tiempo real al personal de emergencia antes de una crisis.

• Datos históricos precisos

Muchas empresas de fabricación se enfrentan a un amplio cumplimiento normativo. Con los datos devueltos por la tecnología de sensores inteligentes y organizados en la nube, los registros de producción precisos permiten una mejor transparencia y cadena de custodia del producto. Esto permite a los gerentes establecer puntos de referencia de producción precisos y prever el rendimiento.

• Notificación de procedimientos y calidad

Muchas empresas de fabricación exigen un estricto cumplimiento de los procedimientos normalizados de trabajo. Esto es especialmente cierto en industrias como el mecanizado CNC para el sector médico y aeroespacial. Dado que estos procedimientos pueden añadirse como datos contextuales, los sensores pueden detectar si un procedimiento se desvía y alertar a los responsables. Lo mismo ocurre con las notificaciones de calidad, una función especialmente importante en entornos de alta regulación.

• Mejorar el flujo de información y la respuesta del mercado

El poder de los datos en tiempo real reside en su capacidad para tomar medidas inmediatas y proactivas. Esto significa que la información está al alcance de todos en la empresa. La respuesta a las tendencias del mercado puede ayudar a una empresa a navegar por condiciones que cambian rápidamente y a seguir siendo competitiva.

• Mejora de los programas de mantenimiento

El IoT se puede aplicar en los sensores industriales para mejorar el mantenimiento ya que pueden detectar fallos en los equipos, lo que permite al personal de mantenimiento iniciar un procedimiento antes de que el equipo falle. También puede utilizarse para programar el mantenimiento en el momento óptimo. Si quieres saber más sobre las tendencias en la recolección de datos para un programa de mantenimiento predictivo te invitamos a suscribirte a nuestro Newsletter donde encontrarás información útil para Implementar una adecuada estrategia de mantenimiento predictivo dentro de tu planta.

En definitiva, tanto la utilización de sensores industriales para mejorar la productividad como los sensores industriales para mejorar el mantenimiento hacen posible una operación verdaderamente conectada al proporcionar datos de diagnóstico en tiempo real que permiten una visión profunda de los motores de análisis avanzados en la nube. Esto garantiza que los fabricantes puedan acceder a todos los datos de los equipos, incluso a los activos heredados, y hace que los sensores sigan desempeñando un papel en el futuro inmediato.

Si quieres saber más sobre como mejorara la productividad con el uso de sensores industriales, te invitamos a suscríbirte a nuestro Newsletter.