Automatización para una mayor flexibilidad productiva

La necesidad de consolidar el negocio en las plazas extranjeras durante 2014, a la espera del repunte de la demanda interna, exigirá a la industria mayor agilidad, seguridad y eficiencia en las operaciones.

Por ello, y pese a que el nivel de implantación de la tecnología de control es dispar en los diferentes sectores industriales, hoy existe consenso entre las empresas españolas sobre la importancia de invertir en soluciones de automatización avanzadas que permitan ganar en competitividad.

La adopción de tecnologías en el ámbito de la industria está innegablemente ligada a la situación económica tanto en términos positivos como negativos: si en tiempos de crecimiento se implementa en el marco de procesos de mejora continua, en épocas de crisis es la respuesta a las exigencias de competitividad y reducción de costes que impone el mercado.

Teniendo en cuenta los ciclos económicos que ha vivido España en los últimos 15 años, tras un periodo de modernización intensiva y generalizada de los procesos productivos impulsada por una economía en crecimiento, llegó un periodo de racionalización de la inversión en tecnología donde las empresas industriales se enfocaron solo en aquellos asuntos que garantizaban una mejora significativa en la optimización de sus procesos.

Así, mientras el sector de las infraestructuras fue durante el inicio de la crisis el mercado resguardo para los proveedores de tecnología de automatización en su vertiente más clásica
–por cuestiones de operativa de las contratas públicas recibió el impacto de la recesión algo más tarde que el sector productivo–; la industria, ya renovada en términos de control automático durante el ciclo de crecimiento previo a 2007, comenzó a concentrar sus inversiones en soluciones avanzadas destinadas a resolver asuntos críticos como la gestión de la eficiencia energética o las ciberamenazas, entre muchos otros.

Actualmente, y según datos aportados por el Informe de Coyuntura Económica 2013 del Instituto de Estudios Económicos (IEE), la etapa de contracción económica podría estar superada: "El ritmo de caída de la actividad económica en España se encuentra claramente en una tendencia de moderación, lo que unido al avance en el saneamiento del sistema financiero y en la corrección de muchos de los desequilibrios generados en la etapa de crecimiento, el retorno de los flujos financieros procedentes del exterior y la notable reducción de la prima de riesgo, hace pensar que existen fundadas esperanzas de que la fase más aguda de la crisis está tocando a su fin".

Pese a este análisis, el IEE alerta que aún es pronto para un escenario de expansión económica. Lo que se espera para 2014 es una fase de "lenta recuperación" en la que se acabarán de corregir los desequilibrios económicos aún presentes.

Las perspectivas económicas hechas tanto por el Fondo Monetario Internacional como por la Comisión Europea indican que durante este año habrá un avance positivo del PIB del 0,5%, llegando al 1% en 2016, y no será hasta 2015 cuando se comience a crear empleo.

De hecho, la demanda interna continúa dando claros signos de debilidad. De enero a septiembre de 2013, el crecimiento de las exportaciones se situó en el 6,8%, frente a un ritmo del 2,1% de la Unión Europea en su conjunto, alcanzando un nuevo récord en la serie histórica con 175.143 millones de euros.

Y aunque son impresionantes las cifras de la balanza comercial, el Índice de Producción Industrial (IPI) registró un retroceso de un 2,5% de enero a septiembre de 2013 respecto al mismo período 2012. En este escenario, 2014 seguirá siendo un año en el que las plazas extranjeras permitirán que la industria nacional siga manteniendo sus cifras de negocio.

Sin embargo, la fuerte presión impuesta tanto por los países emergentes como por el tejido productivo de economías avanzadas obliga a las empresas españolas a seguir invirtiendo en tecnología para asegurar un menor coste y una mayor calidad.

Así, para este año que comienza, la industria demanda a los proveedores de tecnologías de automatización que se contribuya a garantizar la agilidad, seguridad y eficiencia en sus operaciones, estén destinadas estas a la producción de bienes o a la gestión de instalaciones. En el fondo, está la imperiosa necesidad de ganar en competitividad y dar en cada momento la respuesta adecuada al mercado en un entorno global, más considerando que los niveles de consumo internos no repuntarán hasta iniciado 2016, según los datos manejados por el Gobierno.

Industria química y farmacéutica: La adopción de tecnologías de automatización difiere según el tipo de empresa

Según las previsiones realizadas por la Federación Empresarial de la Industria Química Española (FEIQUE), el sector registró en 2013 un moderado crecimiento del 1,4% en su cifra de negocios, y acelerará su expansión en 2014 hasta el 3,5%, lo que situará las ventas en 57.845 millones de euros al final de este ejercicio.

Por el contrario, no se espera un cambio de tendencia importante en el sector farmacéutico, que experimentó una caída del -5,5% del mercado total de medicamentos en España y consiguió una tasa de comercio exterior del 85,5%, su nivel más alto desde que se dispone de series históricas.

El nivel de adopción de tecnología de automatización de este sector depende mucho del tipo de empresa y del área de producción de la que se hable, según explica Antoni Rovira, field business leader de Arquitecturas Integradas de Rockwell Automation. "Mientras las grandes empresas cuentan con sistemas altamente automatizados, las compañías de nivel medio realizan una gestión semiautomática de sus procesos". César Platero, responsable del Mercado Vertical Química y Farmacia Siemens Industria, también hace mención a la diferencia entre sectores. "En química de especialidades, la automatización es clave para dotar a las plantas de la flexibilidad por lo que se implementa de manera constante. Diferente es en la industria farmacéutica, donde existen plantas validadas por lo que las innovaciones se incorporan más lentamente", explica.

Según los expertos, la demanda de soluciones de automatización para este sector en 2014 vendrá marcada por la necesidad de ir un paso más allá en la eficiencia para responder a la exigencia de flexibilidad de los mercados nacionales y extranjeros. "En el caso de las plantas de proceso químicas o farmacéuticas, los conceptos de ciclo de vida y obsolescencia de los sistemas serán cada vez más requeridos por su impacto en costes operativos y de aseguramiento de la calidad", valoran desde Siemens.

En este sentido, los fabricantes de soluciones de automatización deberán ayudar a responder al cambio de modelo que significará el continuous manufacturing para procesos que actualmente se ejecutan por lote. "La tecnología analítica de procesos (PAT) facilitará esta transición, ya que por medio de análisis online de los atributos críticos de calidad del producto se permitirá liberar el producto en tiempo real con el aumento de productividad que ello supone", detallan.

Agustín Reinaldos, Process Automation leader de Sabic IP y vocal de ISA España Zona Levante, explica que para este año los fabricantes de tecnología de control deberán ofrecer soluciones que permitan reducir los costes de sus infraestructuras de automatización, implementar controles locales y wireless, dotar a las plantas de tecnología de control predictivo y unificar sistemas de enclavamiento de procesos con sistemas de control distribuido para minimizar arquitecturas stand alone tipo PLC. "También se demandarán herramientas que permitan la comunicación entre la planta y los sistemas de negocio para facilitar y garantizar la información en tiempo real de forma segura. Esto ayudará considerablemente a la reducción de costes de producción, añade.

Soluciones que faciliten el seguimiento y la ejecución de cambios, integración y simplificación de las redes de comunicaciones e integración y gestión de la instrumentación con los sistemas de control son otras de las cuestiones apuntadas desde Rockwell como demandas de esta industria para 2014. La conexión entre los sistemas de negocio (ERP) y los sistemas de automatización de planta, especialmente en la química de especialidades, es una de las últimas cuestiones mencionadas por los expertos.

Alimentación y bebidas: Preocupación por la falta de estandarización de los sistemas de control automático

Según los últimos datos consolidados por la Federación Española de Industrias de Alimentación y Bebidas (FIAB), el sector cerró 2012 con unas ventas netas por valor de 86.298 millones de euros, lo que representa el 14% de las ventas netas del total de la industria y el 7,6% del PIB español.

Pese a que no se cuestiona el alto grado de automatización alcanzado por este sector, del análisis de los expertos consultados se desprende cierta preocupación por la falta de estandarización de los sistemas de control automático utilizados, siendo prioritario durante 2014 evolucionar hacia entornos normalizados que garanticen una mayor integración.

Manuel Cadenas, responsable de Mercado Vertical Food & Beverage de Siemens Industria, reconoce que las exigencias de alta disponibilidad, la trazabilidad exigida por ley o la necesidad actual de producciones cortas para responder a plazos de entrega más breves ha obligado a implementar un alto grado de automatización; sin embargo, este se ha hecho sin planes maestros de desarrollo. "El crecimiento exponencial vivido en los 90, la posición de los OEMs encaminada a proteger su entorno de actuación y la falta de conocimiento tecnológico en las compras no ha permitido un diseño de planta coherente, estandarizado e integrador con otros sistemas.

Desde la industria alimentaria se pide a los desarrolladores de tecnología de automatización y control que ofrezcan herramientas específicas al sector para promover la eficiencia en la gestión de costes, para dotar de flexibilidad a las líneas de producción, que contribuyan a prolongar el ciclo de vida de las instalaciones existentes y que garanticen la vigilancia de los parámetros de calidad y seguridad establecidos, entre otros asuntos.

"En el ámbito de la flexibilidad estamos detectando la necesidad cada vez mayor de búsqueda de stock cero, debiéndose cubrir la demanda de pedidos de clientes muy exigentes. La conexión a IT, con eficiente transparencia de datos en planta y gestión eficaz de listas de materiales (MoM) para aceptación de pedidos bajo entornos MES son claves, comentan desde Siemens.

Idoia Olabarrieta, Investigadora de AZTI-Tecnalia, centro tecnológico especializado en innovación de la industria alimentaria, insisten en que a pesar de que el sector es consciente de la fuerte necesidad de mejora de la gestión productiva, la crisis marca el tipo de inversión que se está realizando: "Las empresas únicamente consideran el futuro inmediato, por lo que demandan equipos y soluciones integrables en su línea de producción sin alto coste de inversión, amortizables en tiempo corto, flexibles y de fácil manejo y mantenimiento".

Como respuesta a esta situación, desde el centro tecnológico recomiendan que para 2014 los proyectos de automatización no se limiten a la búsqueda de la solución más competitiva en precio, sino que se aborden, desarrollen, presenten y justifiquen con los datos de las mejoras de los diferentes “efectos colaterales positivos” que conlleva la adopción de este tipo de herramientas.

En ese sentido, la existencia de un equipo multidisciplinares con profesionales especializados en alimentación, automatización y robótica es un asunto determinante.

Automoción: el sector del automóvil demanda arquitecturas cada vez más integradas

Las cifras que maneja la industria del automóvil confirman que es uno de responsables del desarrollo económico de España en la actualidad. Con una producción que alcanzó 1,98 millones de unidades en 2012 –un descenso del 16,6% respecto al año anterior–, según datos de ANFAC, la patronal del automóvil, el sector en su conjunto representa el 10% del PIB español, emplea al 9% de la población activa y supone el 12% de la inversión en I+D+i que hace la industria.

Para 2013 se espera se alcancen los 2,2 millones de vehículos fabricados, en línea con el objetivo 3 millones marcado por ANFAC para 2016. En este escenario, con un nivel óptimo de aplicación de la tecnología de automatización por parte de las plantas nacionales, parecería difícil encontrar ámbitos de mejora, pero existen.

Así, en 2014 las demandas del sector van en la línea de flexibilidad y optimización de costes: herramientas que permitan adaptarse a flujos de fabricación variables, que ayuden al aumento de la eficiencia de las líneas y que se desplieguen en arquitecturas integradas con los sistemas de negocio para una toma de decisiones no solo en el ámbito de la fabricación, sino también en el del negocio.

En opinión de Antoni Rovira, field business leader de Arquitecturas Integradas de Rockwell Automation, además de la mejora en términos de eficiencia energética o de mano de obra, el sector necesita contar con una gestión completa y trazable de la información que comprenda la conexión de los sistemas de control con el entorno corporativo.

Coincide con esta idea Juan Manuel Ferrer, líder Equipo Madrid de SMC y vocal de Formación de ISA España, señalando que el sector del automóvil demanda y demandará con mayor fuerza arquitecturas cada vez más integradas y comunicadas hacia arriba con los sistemas de negocio, y hacia abajo con los instrumentos, equipos de campo, actuadores de movimiento eléctrico, neumático o hidráulico. "Arquitecturas de este tipo deben asegurar la mayor flexibilidad posible en la producción de manera que los cambios en la demanda, en el propio diseño del automóvil así como en la personalización de los mismos se pueda llevar a cabo en tiempos cada vez más cortos.

En paralelo, el sector demanda y demandará equipos y sistemas que aseguren la optimización del consumo de energía así como su monitorización y seguimiento en el tiempo, destaca. Desde Cidaut, el investigador Francisco Tinaut abre la aplicación de tecnologías de automatización a ámbitos que van más allá de la propia fabricación, pudiendo ser esta una vía de crecimiento para los proveedores de tecnología de control: "La flexibilidad debe primar, y vinculado a ella los aspectos de comunicación con los proveedores para el suministro de componentes y sistemas, la logística y la información que genera, la adaptación de las instalaciones de producción a flujos de fabricación fuertemente variables, la intensificación de la seguridad a prueba de fallos de operarios, etc."

Bienes de equipo y máquina-herramienta: numerosos campos con oportunidad de introducción de principios de control automático

La producción española de máquinas-herramienta se situó en el año 2012 en 851,6 millones de euros, lo que representa un aumento del 10,4% sobre 2011 según se concluye a partir de los datos aportados por AFM AdvancedManufacturing Technologies, la patronal del sector.

En la clasificación de la Unión Europea, España ocupa el tercer lugar con una oferta de más de 2.000 modelos. En la mundial, es el noveno como productor y exportador.

El nivel de automatización alcanzado por esta industria no solo tiene que ver con la tecnología aplicada a los procesos de fabricación, sino más bien con la incorporación de control automático a su producto final. El cambio tecnológico que significó pasar de la mecánica a la mecatrónica en el diseño de la máquina-herramienta, la evolución de los materiales desde metales simples a las super aleaciones actuales, y las exigencias de las principales industrias a las que se dirige la producción de la máquina-herramienta –aeronáutica, automoción, energía…– han impulsado este fenómeno.

Así, y tal y como detallan los últimos informes de vigilancia tecnológica del Observatorio de Prospectiva Industrial (OPTI), los nuevos desarrollos van en la línea de la integración de sensores y software avanzado para la reducción de problemas de vibraciones en procesos de mecanizado, aplicación de ultrasonido para la mejora de las aleaciones, pulido a través de láser y de robot en el campo de los moldes y matrices o pulido automático de herramientas con formas complejas, y control de la temperatura y la refrigeración para alargar la vida útil de las herramientas, entre otros avances.

Desde Tecnalia, uno de los mayores grupos privados de I+D+i de España, apuntan a que los campos donde aún existe una oportunidad de introducción de principios de control automático son numerosos: mejora de los utillajes, reducción del número de atadas, detección automática de desgaste de herramienta, integración de procesos de inspección en el proceso de corte, integración de varios procesos en una misma célula, integración de tratamientos superficiales en máquina, técnicas de mantenimiento predictivo para minimizar tiempos de parada, etc.

Nuevas arquitecturas de máquina –robots para mecanizado, máquinas multiproceso, maquinaria portable, etc.– así como soluciones TIC encaminadas a ofrecer valor añadido al usuario en la fase de uso –monitorización de la estabilidad de las operaciones de mecanizado, estrategias de mantenimiento predictivo, ajuste automático de parámetros de regulación, etc.–, son otros de los ámbitos donde se espera avance el control automático para este sector.

Electricidad y renovables: son necesarias soluciones para perfeccionar el equilibrio entre generación eléctrica y demanda

Según datos de Red Eléctrica de España, la demanda eléctrica nacional alcanzó en 2012 los 266.849 GWh, un 1,4% inferior a la del 2011, lo que sitúa el descenso acumulado en los últimos cuatro años en un 5,1%.

En 2012, energías renovables como la eólica volvieron a crecer, aunque su aportación a la cobertura de la demanda es inferior a la de años anteriores como consecuencia del acusado descenso de la generación hidráulica.

Actualmente, y tal y como señala Gorka Urrutia, Ingeniero Senior I&C en Iberdrola Ingeniería y Construcción y vocal de ISA España Zona Norte, el grado de automatización del sector varía según el subsector que se analice. "Si hablamos de generación, la automatización es en general bastante alta, siendo destacable la generación eólica o solar en la que se puede considerar a España como un referente internacional. Por el contrario la generación térmica convencional –carbón, fuel y gas– el nivel de automatización es menor", comenta.

En este sentido, además de la implantación intensiva de tecnología de control automático en instalaciones de generación eléctrica tradicionales, el sector pide hoy a los fabricantes de herramientas de control soluciones avanzadas para perfeccionar el complejo equilibrio entre generación eléctrica y demanda, además de aquellas que permitan mejorar la eficiencia en el consumo –autogestión, principalmente– desde los niveles más domésticos hasta los grandes usuarios industriales.

La eficiencia de las instalaciones y la operación automática de la generación, en ciclos combinados por ejemplo, es otra baza donde se demanda un papel activo de la automatización por parte del sector. "En la actualidad, debido a la regulación y al descenso del consumo, una gran parte de la capacidad de generación con ciclos combinados está parada. Para el futuro, con un aumento de la demanda y un cambio de regulación, se espera que entren en funcionamiento, ya que prometen ser más eficientes y rentables que las centrales térmicas convencionales. En este ámbito también la automatización será clave al dotar de flexibilidad a los sistemas para responder más adecuadamente a los requerimientos de los consumidores".

Por último, otro de los asuntos donde se espera que el control automático irrumpirá con fuerza es en la autogestión: "Habrá que mejorar en la eficiencia del consumo energético con una información clara a los consumidores para que puedan tomar sus decisiones y ayudar no solo al ahorro, sino a un consumo más eficaz para el sistema", explican desde ISA España, mencionando los contadores inteligentes como un tipo de dispositivo imprescindible para este objetivo.

Petróleo y gas: combinar capacidades de control con conocimientos de operaciones específicas del sector

Según el Informe Estadístico Anual 2012 de la Corporación de Reservas Estratégicas de Productos Petrolíferos, la demanda de petróleo en España ha disminuido un 17% desde el inicio de la crisis, lo que sitúa al consumo en valores similares a los registrados en 1998.

De la misma manera, según los datos aportados por la Asociación Española del Gas (Sedigas), se desprende que el consumo total de gas natural en España en 2012 disminuyó un 2,8% en relación a 2011. Pese a esta cifra negativa, la demanda de gas por parte del sector industrial aumentó un 6,1%, alcanzando la cifra récord de 217 TWh.

Para Francisco Díaz-Andreu, director de Compras y Contrataciones de Ingeniería de Repsol y secretario de ISA España, el alto nivel alcanzado está también por encima de otros países y otros sectores industriales. "Las aplicaciones de automatización punteras como el control avanzado han tenido tradicionalmente un desarrollo mayor en esta industria que en otros sectores debido al elevado valor de los productos tratados y a los altos beneficios obtenidos", explica.

Coincide con él Rafael González Martin, Jefe de Control Avanzado en Petronor y vocal de Enlace CEA-IFAC de ISA España, quien detalla que esta posición privilegiada se comenzó a fraguar en los noventa, cuando el factor de competitividad obligó a automatizar y digitalizar las plantas.

Pese a esta constatación, el sector del petróleo es consciente que aún tiene campos de mejora de sus operaciones a través de la aplicación de soluciones de control, sobre todo considerando la creciente necesidad de reducir sus costes de producción y distribución para hacer frente al encarecimiento del crudo a consecuencia de la aplicación de impuestos previo a su llegada al consumidor final.

Los desarrollos demandados a los proveedores de soluciones de automatización tendrán que combinar capacidades de control con conocimientos de operaciones específicas del sector, como son por ejemplo simuladores de entrenamiento de operadores –relacionado con seguridad y con formación–, aplicaciones de procesos específicos –control de parques de tanques, control de blending…–, gestión de alarmas –relacionado con seguridad y eficiencia de operación–, gestión de activos –supervisión de equipos dinámicos en planta, y sistemas de ayuda a mantenimiento –calibración remota, supervisión de instrumentos, etc.–.

Por último, otro asunto en el que se sugiere avanzar es en lo que respecta a la conectividad mediante estándares de protocolos wireless.

Infraestructuras y transportes: preocupación por la seguridad de los sistemas

Fruto de la apuesta de modelo de país de los últimos años, el sector de las infraestructuras español es uno de los ámbitos industriales que mayor crecimiento ha experimentado: desde mediados de los años ochenta se han realizado inversiones que han supuesto de media entre el 1,4% y el 1,5% del PIB, lo que se traduce en más de catorce mil kilómetros de carreteras de alta capacidad, cuarenta y seis puertos que movilizaron en 2012 algo más de 460 millones de toneladas, la quinta red ferroviaria más grande de la Unión Europea y la segunda red de alta velocidad más extensa después de China, entre otras instalaciones.

Además de la gestión del ciclo del agua –infraestructuras de tratamiento, distribución y saneamiento– donde el grado de implantación y uso de los sistemas de automatización puede ser considerado como "muy alto", según apunta Fernando Morcillo, director general de la Asociación Española de Abastecimiento de Agua y Saneamiento (AEAS), el mundo de las infraestructuras recién ahora comienza a abordar la gestión de sus operaciones con tecnología de automatización de manera sistémica, planificada e integrada bajo el concepto de smart city.

El informe Smart Cities 2012 de la Asociación Multisectorial de Empresas de las Tecnologías de la Información y Comunicación (AMETIC) hace referencia a los ámbitos donde las infraestructuras urbanas están necesitadas de aplicación de tecnología de control que permita concretar el concepto smart city.

Entre estos destacan sensores que pueden integrarse en la infraestructura urbana –vías públicas o en los sistemas de distribución de agua o de energía– o bien puedan ser integrados en la vida de los propios ciudadanos –vehículos, terminales móviles o en cualquier otro elemento conectado a la red de comunicaciones de la ciudad–; redes de comunicación donde prime el wireless y el concepto de conexión machine-to-machine (M2M), sistemas de almacenamiento del tipo big data para tratar la gran cantidad de información generada por las infraestructuras urbanas y plataformas de servicios que integren la gestión de todas las infraestructuras en un control centralizado para una gestión más eficiente de los servicios.

Sobre las demandas del sector de las infraestructuras en relación a la tecnología de control automático, está principalmente la preocupación sobre la seguridad de los sistemas, dado que por primera vez las infraestructuras forman parte de entornos conectados convirtiéndose en posibles objetivos de ciberdelitos.

Para el futuro, las infraestructuras demandan una mayor implicación de los usuarios en el uso de las instalaciones con el fin de concretar el modelo de eficiencia tanto en términos económicos como medioambientales. La innovación del sector vendrá, según AMETIC, por la mayor incorporación de tecnologías móviles para la gestión de los datos, campo en el que los proveedores de tecnologías de control automático ya están desarrollando aplicaciones, así como en el establecimiento de estándares que faciliten el despliegue de las soluciones tecnológicas en un modelo integral de gestión de las instalaciones urbanas.


"Este artículo es un extracto del Capítulo 'Situación de la industria española respecto al control automático' del 'Libro Blanco del control Automático' editado por el Comité Español de la Automática (CEA) con la colaboración de ISA España y en el que la redacción de Automática e Instrumentación ha colaborado activamente".