Automatización
Para seguir siendo competitivas, las empresas no sólo recurren a la automatización de sus procesos para mejorar la eficiencia de la producción y las economías de escala, sino que también mejoran continuamente la tecnología de automatización existente.
¿Qué es la automatización de procesos industriales?
La automatización de procesos industriales consiste en el uso de sistemas de control, como ordenadores o robots, y tecnologías de la información para el control de diferentes procesos y maquinarias en una industria para reemplazar el trabajo de un ser humano.
Es el segundo paso después de la mecanización en el ámbito de la industrialización.
Al principio, el objetivo de la automatización era aumentar la productividad (ya que los sistemas automatizados pueden trabajar las 24 horas del día) y reducir el coste asociado a los operarios humanos (es decir, los salarios y las prestaciones).
Sin embargo, hoy en día, el objetivo de la automatización se ha desplazado hacia el aumento de la calidad y la flexibilidad en el proceso de fabricación.
En la industria del automóvil, la instalación de los pistones en el motor solía realizarse manualmente con una tasa de error del 1-1,5%.
Actualmente, esta tarea se realiza con maquinaria automatizada con una tasa de error del 0,00001%.
Los avances en la tecnología industrial, como el desarrollo de máquinas inteligentes, robots y el machine learning, están reconfigurando la automatización moderna, ya que las máquinas son ahora capaces de superar las capacidades humanas en una amplia gama de actividades laborales.
La automatización de los procesos industriales permite a las empresas mejorar la productividad al eliminar o reducir el factor de error y mejorar la precisión y la calidad del trabajo.
De hecho, los dispositivos automatizados pueden lograr resultados que superan la capacidad humana.
Componentes de los sistemas automatizados
Muchos sistemas automatizados modernos, como los utilizados en fábricas de automóviles, plantas petroquímicas y supermercados, son extremadamente complejos y requieren numerosos bucles de retroalimentación.
Cada uno de estos subsistemas consta de cinco componentes básicos:
1. Elementos de acción
Los elementos de acción son las partes de un sistema automatizado que proporcionan energía para lograr la tarea o el objetivo deseado.
La energía puede aplicarse de varias formas, como el calor para cambiar la temperatura de una habitación o la electricidad para hacer funcionar los motores, que a su vez accionan las cintas transportadoras para mover los materiales.
2. Mecanismos de detección
Los mecanismos de detección miden el rendimiento de un sistema automatizado o una propiedad concreta de un objeto procesado por el sistema.
Las mediciones obtenidas permiten determinar si la operación o el proceso se desarrollan como se desea. Los sensores suelen estar conectados a indicadores como diales y manómetros.
Un termopar insertado en una tubería, por ejemplo, mide la temperatura de un líquido que fluye por ella; la lectura de la temperatura se indica entonces en un termómetro.
3. Elementos de control
Los elementos de control utilizan la información proporcionada por los mecanismos de detección para regular los elementos de acción de un sistema.
Por ejemplo, un dispositivo de control en un sistema de flujo de fluidos hace que una válvula se abra, permitiendo que un líquido fluya hacia un tanque.
En respuesta a las mediciones de un sensor, el control puede cerrar automáticamente la válvula.
4. Elementos de decisión
Los elementos de decisión diferencian los sistemas automatizados de los sistemas mecanizados ordinarios. En estos últimos, un operador humano tiene que supervisar los indicadores de los sensores y decidir si se activan o no los elementos de control.
En un sistema automatizado, esta toma de decisiones la realiza un comparador, como un termostato, o un programa almacenado en la memoria de un ordenador.
5. Programas del sistema automatizado
Los programas de los sistemas automatizados complejos incluyen tanto información de proceso como de mando. La información de proceso contiene datos que indican cómo tienen que funcionar los distintos componentes del sistema para conseguir un resultado deseado.
La información de comando consiste en una serie de instrucciones que indican a los elementos de control del sistema cómo realizar ciertas operaciones específicas.
Beneficios de la automatización de procesos industriales
Cada vez es más importante que los fabricantes adopten la automatización industrial y las capacidades de fabricación inteligente para agilizar la producción y aumentar los márgenes de beneficio.
Los fabricantes pueden beneficiarse en gran medida gracias a los procesos de automatización industrial para reducir el tiempo de inactividad y ofrecer servicios centrados en el cliente.
A continuación, se enumeran 10 ventajas que conlleva la implantación de la automatización industrial en una empresa de fabricación.
1. Productividad
Estos sistemas hacen posible la automatización de fábricas y procesos industriales, permitiendo una producción en masa continua las 24 horas del día, siete días a la semana, lo que mejora la productividad y reduce los tiempos de montaje.
2. Calidad
Mediante el control y la monitorización adaptable en diferentes etapas y procesos industriales, estos sistemas sirven para eliminar el error humano y mejorar así la calidad y homogeneidad de los productos ofrecidos.
El rendimiento no se reduce tras varias horas de trabajo continuo.
3. Mayor consistencia
Las máquinas y los ordenadores trabajan a un ritmo constante y continuo. Por ello, los procesos de producción automatizados tienen una mayor duración, estabilidad y solidez cuando se gestionan con un sistema de automatización.
4. Flexibilidad
La implementación de una nueva tarea en una cadena de producción tradicional implica horas o días de formación del usuario.
En cambio, con un sistema automatizado, reprogramar un robot o una máquina es un proceso sencillo y rápido que proporciona una mayor flexibilidad en el proceso de producción.
5. Información más precisa
La automatización de la recogida de datos mejora la precisión y reduce los costes. Esta mayor precisión permite a los responsables de la empresa tomar mejores decisiones.
6. Seguridad
Es más seguro utilizar robots en líneas de producción con condiciones de trabajo peligrosas para los humanos.
7. Reducción de costes
Aunque la inversión inicial en sistemas de automatización industrial puede ser bastante elevada, la implantación de esta tecnología se traducirá en una reducción de los costes de análisis de datos.
Además, gracias a este análisis de datos automatizado, el riesgo de avería de las máquinas y de interrupción del servicio se reduce al mínimo.
8. Mejora de las condiciones de trabajo
Los trabajadores de una fábrica en la que se ha implantado un sistema de automatización industrial trabajan menos horas y dedican su tiempo a tareas de alto valor añadido.
9. Aumento del valor añadido
Los sistemas de automatización liberan a los empleados de tener que realizar funciones rutinarias y aburridas. Cuando la acción de las máquinas y los ordenadores libera a los empleados de la realización de estas funciones, éstos pueden realizar tareas de mayor valor añadido en otras áreas de la empresa que proporcionan un mayor beneficio.
10. Mejora de la capacidad humana
Los sistemas que las empresas implantan para automatizar sus servicios no sólo realizan las tareas que haría un ser humano, sino que son capaces de realizar funciones que superan las capacidades de una persona real.
Son mejores en tamaño, peso, velocidad y resistencia, entre otras características.
¿Qué es la automatización de procesos industriales?
La automatización de procesos industriales consiste en el uso de sistemas de control, como ordenadores o robots, y tecnologías de la información para el control de diferentes procesos y maquinarias en una industria para reemplazar el trabajo de un ser humano.
Es el segundo paso después de la mecanización en el ámbito de la industrialización.
Al principio, el objetivo de la automatización era aumentar la productividad (ya que los sistemas automatizados pueden trabajar las 24 horas del día) y reducir el coste asociado a los operarios humanos (es decir, los salarios y las prestaciones).
Sin embargo, hoy en día, el objetivo de la automatización se ha desplazado hacia el aumento de la calidad y la flexibilidad en el proceso de fabricación.
En la industria del automóvil, la instalación de los pistones en el motor solía realizarse manualmente con una tasa de error del 1-1,5%.
Actualmente, esta tarea se realiza con maquinaria automatizada con una tasa de error del 0,00001%.
Los avances en la tecnología industrial, como el desarrollo de máquinas inteligentes, robots y el machine learning, están reconfigurando la automatización moderna, ya que las máquinas son ahora capaces de superar las capacidades humanas en una amplia gama de actividades laborales.
La automatización de los procesos industriales permite a las empresas mejorar la productividad al eliminar o reducir el factor de error y mejorar la precisión y la calidad del trabajo.
De hecho, los dispositivos automatizados pueden lograr resultados que superan la capacidad humana.
Componentes de los sistemas automatizados
Muchos sistemas automatizados modernos, como los utilizados en fábricas de automóviles, plantas petroquímicas y supermercados, son extremadamente complejos y requieren numerosos bucles de retroalimentación.
Cada uno de estos subsistemas consta de cinco componentes básicos:
1. Elementos de acción
Los elementos de acción son las partes de un sistema automatizado que proporcionan energía para lograr la tarea o el objetivo deseado.
La energía puede aplicarse de varias formas, como el calor para cambiar la temperatura de una habitación o la electricidad para hacer funcionar los motores, que a su vez accionan las cintas transportadoras para mover los materiales.
2. Mecanismos de detección
Los mecanismos de detección miden el rendimiento de un sistema automatizado o una propiedad concreta de un objeto procesado por el sistema.
Las mediciones obtenidas permiten determinar si la operación o el proceso se desarrollan como se desea. Los sensores suelen estar conectados a indicadores como diales y manómetros.
Un termopar insertado en una tubería, por ejemplo, mide la temperatura de un líquido que fluye por ella; la lectura de la temperatura se indica entonces en un termómetro.
3. Elementos de control
Los elementos de control utilizan la información proporcionada por los mecanismos de detección para regular los elementos de acción de un sistema.
Por ejemplo, un dispositivo de control en un sistema de flujo de fluidos hace que una válvula se abra, permitiendo que un líquido fluya hacia un tanque.
En respuesta a las mediciones de un sensor, el control puede cerrar automáticamente la válvula.
4. Elementos de decisión
Los elementos de decisión diferencian los sistemas automatizados de los sistemas mecanizados ordinarios. En estos últimos, un operador humano tiene que supervisar los indicadores de los sensores y decidir si se activan o no los elementos de control.
En un sistema automatizado, esta toma de decisiones la realiza un comparador, como un termostato, o un programa almacenado en la memoria de un ordenador.
5. Programas del sistema automatizado
Los programas de los sistemas automatizados complejos incluyen tanto información de proceso como de mando. La información de proceso contiene datos que indican cómo tienen que funcionar los distintos componentes del sistema para conseguir un resultado deseado.
La información de comando consiste en una serie de instrucciones que indican a los elementos de control del sistema cómo realizar ciertas operaciones específicas.
Beneficios de la automatización de procesos industriales
Cada vez es más importante que los fabricantes adopten la automatización industrial y las capacidades de fabricación inteligente para agilizar la producción y aumentar los márgenes de beneficio.
Los fabricantes pueden beneficiarse en gran medida gracias a los procesos de automatización industrial para reducir el tiempo de inactividad y ofrecer servicios centrados en el cliente.
A continuación, se enumeran 10 ventajas que conlleva la implantación de la automatización industrial en una empresa de fabricación.
1. Productividad
Estos sistemas hacen posible la automatización de fábricas y procesos industriales, permitiendo una producción en masa continua las 24 horas del día, siete días a la semana, lo que mejora la productividad y reduce los tiempos de montaje.
2. Calidad
Mediante el control y la monitorización adaptable en diferentes etapas y procesos industriales, estos sistemas sirven para eliminar el error humano y mejorar así la calidad y homogeneidad de los productos ofrecidos.
El rendimiento no se reduce tras varias horas de trabajo continuo.
3. Mayor consistencia
Las máquinas y los ordenadores trabajan a un ritmo constante y continuo. Por ello, los procesos de producción automatizados tienen una mayor duración, estabilidad y solidez cuando se gestionan con un sistema de automatización.
4. Flexibilidad
La implementación de una nueva tarea en una cadena de producción tradicional implica horas o días de formación del usuario.
En cambio, con un sistema automatizado, reprogramar un robot o una máquina es un proceso sencillo y rápido que proporciona una mayor flexibilidad en el proceso de producción.
5. Información más precisa
La automatización de la recogida de datos mejora la precisión y reduce los costes. Esta mayor precisión permite a los responsables de la empresa tomar mejores decisiones.
6. Seguridad
Es más seguro utilizar robots en líneas de producción con condiciones de trabajo peligrosas para los humanos.
7. Reducción de costes
Aunque la inversión inicial en sistemas de automatización industrial puede ser bastante elevada, la implantación de esta tecnología se traducirá en una reducción de los costes de análisis de datos.
Además, gracias a este análisis de datos automatizado, el riesgo de avería de las máquinas y de interrupción del servicio se reduce al mínimo.
8. Mejora de las condiciones de trabajo
Los trabajadores de una fábrica en la que se ha implantado un sistema de automatización industrial trabajan menos horas y dedican su tiempo a tareas de alto valor añadido.
9. Aumento del valor añadido
Los sistemas de automatización liberan a los empleados de tener que realizar funciones rutinarias y aburridas. Cuando la acción de las máquinas y los ordenadores libera a los empleados de la realización de estas funciones, éstos pueden realizar tareas de mayor valor añadido en otras áreas de la empresa que proporcionan un mayor beneficio.
10. Mejora de la capacidad humana
Los sistemas que las empresas implantan para automatizar sus servicios no sólo realizan las tareas que haría un ser humano, sino que son capaces de realizar funciones que superan las capacidades de una persona real.
Son mejores en tamaño, peso, velocidad y resistencia, entre otras características.
