Tecnologías de la Industria 4.0 aeroespacial en la optimización de procesos

Los fabricantes de todos los ámbitos siempre intentan buscar formas de mejorar las operaciones productivas y aumentar el rendimiento. Para lograr este objetivo, se debe conocer el flujo de trabajo actual y formar estrategias de optimización específicas. Este es el procedimiento crucial de la optimización de procesos, un proceso que debe revisarse una y otra vez, y en el que la mejora continua se mide en micropasos. El objetivo final es mejorar los resultados de la empresa y una buena forma de hacerlo es con la implementación de tecnologías de industria 4.0 aeroespacial.

La optimización de los procesos en el sector aeroespacial es uno de los objetivos y preocupaciones de los ejecutivos de la industria manufacturera para poder así mejorar las operaciones. Sin embargo, para muchos fabricantes la optimización aún no ha producido un cambio real y es que la optimización de los procesos no es una tarea fácil ni claramente definida ni punto final.

Punto de partida para la optimización de procesos con el uso de tecnologías de industria 4.0 aeroespacial

Es el examen metódico continuo de los procesos de producción y, simultáneamente, la alineación permanente de las nuevas tecnologías y los métodos de trabajo empleados para mejorar los parámetros clave que se derivan de ellos. Las tecnologías y los conocimientos basados en los datos desempeñan un papel fundamental en este sentido.

La optimización de los procesos empieza por identificar los puntos débiles del fabricante como el desperdicio de material, los cuellos de botella, la repetición de los problemas de calidad, el incumplimiento de los plazos, etc y plantear muchas preguntas difíciles.

Sólo identificando y analizando estas ineficiencias, los fabricantes pueden establecer objetivos e hitos específicos en relación con la utilización y el desperdicio de material, los niveles de disponibilidad de las máquinas, la productividad de los empleados y docenas de otros factores que afectan a los costes y los índices de producción.

Los datos en tiempo real y las tecnologías dedicadas desempeñan un papel importante en el proceso de auditoría de la eficiencia y permiten a las empresas hacer un seguimiento de las ineficiencias de forma rápida y precisa, realizando un análisis automatizado de la causa raíz cuando surgen problemas. Utilizando las herramientas adecuadas, los fabricantes pueden identificar los errores recurrentes, la división desproporcionada del trabajo entre los puestos de trabajo, los procedimientos complejos de gestión de la producción, etc.

Al descubrir y enumerar las vulnerabilidades, los fabricantes pueden establecer objetivos que aborden la capacidad para aumentar la producción o reducir los costes de forma semanal o incluso diaria, dividiendo así el concepto de la optimización de la producción en pasos procesables. Los puntos de referencia del sector y los casos de uso reales pueden resultar útiles para establecer los objetivos.

En general, la metodología de la optimización de procesos en el sector aeroespacial puede desglosarse en estos pasos:

• Detectar y enumerar las ineficiencias

• Analizar y priorizar las áreas de mejora

• Formulación de una estrategia detallada del proceso de optimización

• Aplicación de dicha estrategia

• Recoger y analizar los resultados

• Detectar y enumerar las ineficiencias

La tecnología de industria 4.0 aeroespacial desempeña un papel fundamental en la mayoría de estas etapas y es crucial para el éxito de esta misión.

A continuación, se analizan las formas en que las herramientas de la industria 4.0 en el sector aeroespacial ayudan a los ejecutivos de la industria a convertir la optimización de procesos en una realidad práctica para el negocio diario.

El papel de las tecnologías de industria 4.0 actuales en la optimización de procesos industriales

Cuando se habla de la revolución digital en la industria manufacturera aeroespacial se suele suponer que se trata de la sustitución del trabajo manual por procedimientos automatizados. La realidad es que lo mejor de la digitalización y la tecnología es la capacidad de estructurar meticulosamente un proceso y estudiarlo y optimizarlo continuamente.

Las soluciones de optimización de la fabricación, permiten estudiar con detalle cada parte del proceso y basar los pasos en hechos reales. Se puede detectar los puntos exactos en los que cae la productividad, analizar todos los parámetros de rendimiento para entender la causa de la ineficiencia y, por último, implementar los métodos de trabajo y las soluciones adecuadas para resolver los problemas.

A continuación, veamos algunos ejemplos concretos del papel de las tecnologías de industria 4.0 en el sector manufacturero para el establecimiento de nuevas normas en los procesos de fabricación:

• Visualización y simulación digital: La creación de un gemelo digital de la línea de producción de fabricación puede ayudar a descubrir anomalías y a probar diferentes soluciones en un entorno sin riesgos. Esta tecnología imita el comportamiento de los problemas y soluciones reales a examinar. En el contexto de la optimización de procesos, los procesos de producción que incluyen la ejecución de simulaciones por adelantado pueden ser más eficientes. La transparencia es una necesidad para identificar las ineficiencias del proceso, pero poder ver toda la planta de producción es imposible a menos que se tenga una especie de modelo.

• Datos en tiempo real: Se pueden estudiar los comportamientos actuales y potenciales utilizando datos inmediatos y ser testigos de las influencias positivas de cada cambio en el proceso en tiempo real. Si ocurre algo fuera de lo normal, se alerta inmediatamente en lugar de descubrir movimientos costosos sólo después del efecto. Mejorar los procesos actuando sobre los datos en tiempo real puede conducir a optimizar la calidad, minimizar los costes innecesarios y obtener otros beneficios.

• Análisis automatizado de la causa raíz de los problemas de calidad: Además de las alertas en tiempo real, la implementación de soluciones de optimización avanzadas mejora la capacidad de análisis posterior a los eventos y ayuda a identificar los fallos en los procesos que han provocado los problemas en primer lugar, y a ajustar los procesos también.

• Perspectiva predictiva: Las soluciones basadas en la IA permiten a los fabricantes simular los pasos de los procesos a partir de los datos ya recogidos y reflejan la rutina, basándose en cálculos que tienen en cuenta innumerables factores dentro y fuera de la fábrica. Los conocimientos predictivos son cruciales para decidir qué procesos son más críticos para los objetivos y los retos específicos, y por lo tanto deben priorizarse.

Con las soluciones de la Industria 4.0 se está llevando a cabo un cambio gracias a las herramientas de IA e IIoT que convierten los grandes datos en una gran diferencia.

A continuación veamos algunos resultados importantes de las tecnologías que apoyan la optimización de los procesos y son cambios de juego para la mayoría de las empresas de fabricación discreta.

• Garantía de calidad predictiva: Las soluciones IIoT basadas en la IA permiten a los fabricantes predecir y alertar a los directores de producción sobre posibles problemas en lugar de descubrir los problemas cuando ya es demasiado tarde y se han producido retrasos, se ha perdido dinero, etc. Una solución lo suficientemente buena también proporciona conocimientos inteligentes sobre qué hacer a continuación. Un ciclo de producción optimizado tiene en cuenta estos problemas y forma un flujo de trabajo que los evita desde el principio. Optimizar los procesos de trabajo basándose en la tecnología significa identificar dónde los procesos no son lo suficientemente meticulosos y pueden dar lugar a fallos de calidad, y optimizarlos añadiendo la tecnología adecuada a la mezcla.

• Predicción de órdenes de trabajo tardías: Un proceso de fabricación optimizado también incluye hacer frente a los contratiempos y comunicarlos a los empleados y clientes. Al advertir, por ejemplo, que es probable que un puesto de trabajo específico no cumpla un determinado plazo, los responsables pueden reasignar el trabajo o alertar a los clientes y permitirles que se ajusten en consecuencia. Esto crea un entorno más responsable y receptivo y evita conflictos y frustraciones.

• Predicción y prevención de cuellos de botella: Una vez más, al obtener una visión general instantánea y basada en datos de toda la línea de producción, los fabricantes pueden identificar posibles cuellos de botella o recibir alertas inmediatas cuando se inician. Esto da al fabricante tiempo para reajustar y, en caso de que estos problemas se repitan, aplicar soluciones preventivas en consecuencia.

La optimización de procesos en la industria aeroespacial con aplicaciones de industria 4.0

La industria aeroespacial combina una compleja fabricación de precisión con un gran número de procesos manuales. Mientras que en la industria automóvil, la gran mayoría de operaciones están automatizadas, los fabricantes del sector aeroespacial siguen realizando tareas manuales y no aprovechan todo el potencial que podrían aportar las tecnologías digitales en todas las operaciones de la empresa.

Las tecnologías de la Industria 4.0 aeroespacial y la fábrica inteligente representan un factor clave en la competitividad y la diferenciación. Las soluciones de fábrica inteligente modernizan toda la gama de operaciones de fabricación, desde el taller hasta la planta superior, al tiempo que facilitan la integración perfecta entre plantas. Además, aumentan significativamente el grado de automatización, maximizando así la disponibilidad de las máquinas, la productividad y la utilización de la capacidad, aspectos de gran relevancia para un negocio que requiere muchos activos, recursos y mano de obra, como es el sector aeroespacial y que ayudarán a justificar el ROI de la implantación de soluciones de industria 4.0 en la industria aeroespacial.

Datos al momento de implantar tecnologías de industria 4.0 en el sector aeroespacial

En la creación de una fábrica inteligente intervienen diversas tecnologías y soluciones, como el Internet de las Cosas (IoT), la Inteligencia Artificial (IA), el Aprendizaje Automático (ML), la robótica, la Realidad Aumentada/Realidad Virtual (AR/VR) y el blockchain, todas ellas unidas por el hilo conductor de los datos, el análisis y la información.

Los datos son la clave de la fabricación inteligente. Al analizar los datos recogidos por los sensores integrados en los equipos y las estaciones de trabajo, es posible detectar patrones que pueden pasar desapercibidos en la inspección manual. Como todo está conectado, el personal del taller tiene una visibilidad completa de las operaciones de producción, incluidos los cuellos de botella, las ineficiencias, los requisitos de mantenimiento y los fallos de los equipos.

Aquellas empresas que cuentan con tecnologías de la Industria 4.0 aeroespacial, pueden mejorar la utilización de los activos y el tiempo de actividad desplegando análisis avanzados para supervisar el estado de los equipos en tiempo real e identificar los componentes que fallan con mucha antelación. Además, pueden instalar cuadros de mando digitales para visualizar los datos de todas las operaciones de producción a los que los empleados también pueden acceder de forma remota con teléfonos inteligentes o tablets y tomar medidas inmediatas en caso de que se produzca un problema. Por último, la alta dirección puede utilizar los datos de la fábrica inteligente para comparar el rendimiento de tareas similares en una sola, o incluso en varias, unidades de montaje de aviones.

Además de visualizar los datos, una fábrica inteligente puede virtualizar los activos e incluso los procesos mediante soluciones de RA, RV y gemelos digitales. La RA y la RV facilitan los servicios de diligencia debida en las fábricas para la instalación de sensores y redes inalámbricas, permitiendo la supervisión del estado de las máquinas y la integración en el taller. También simplifican las complicadas tareas de la línea de montaje, lo que conduce a una ejecución impecable y a la reducción del tiempo de entrega.

Un gemelo digital integra a la perfección las tecnologías de comunicación, información y operación inalámbricas para optimizar los procesos, garantizar una calidad constante y maximizar el rendimiento. Permite rastrear los flujos de producción en tiempo real para poder identificar y resolver rápidamente los cuellos de botella en todos los subsistemas, incluida la gestión de residuos y energía. También es posible crear un gemelo digital de un objeto físico, como un avión entero o sus piezas, y luego realizar un análisis en profundidad. Esta visibilidad mejora la comprensión del rendimiento del producto, lo que a su vez puede mejorar el diseño, predecir los requisitos de servicio, etc.

Sólidos beneficios al usar tecnologías de industria 4.0

Las tecnologías de la Industria 4.0 aeroespacial aplicadas a la fabricación convencional pueden reportar grandes y tangibles beneficios a las empresas.

Las empresas del sector aeroespacial pueden aprovechar un sistema de eficiencia operativa y monitorización de condiciones para rastrear, detectar y analizar por ejemplo, la causa raíz de las desviaciones del proceso y el tiempo de inactividad de los equipos y con ello mejorar la OEE (eficacia general de los equipos), la productividad y el cumplimiento de las entregas al cliente.

Por tanto, el valor de una fábrica inteligente va más allá de la excelencia operativa o la ventaja competitiva. El análisis predictivo, el IoT, la automatización y los gemelos digitales no solo pueden mejorar la fabricación y la utilización de los activos, sino que también pueden apoyar la creación de nuevos modelos de negocio. Para aprovechar las oportunidades que dan las tecnologías de la Industria 4.0 aeroespacial, las empresas deben adoptar un enfoque global de la empresa desde el principio, desplegando estas tecnologías en tantas operaciones como sea posible.