Rompiendo paradigmas en la automatización de los sistemas de transporte

Elevar, conducir, trasladar, agarrar, pinzar... son, entre otras, las necesidades que requieren los sistemas de transporte en todo proceso productivo. La tipología de cargas pueden variar enormemente siendo éstas grandes o pequeñas, pesadas o livianas, robustas o frágiles. También varían dependiendo del momento de fabricación pero son fundamentales en toda la cadena de fabricación discreta, así como en el final de línea de muchos procesos continuos. Por todo y, conociendo las muchas novedades y nuevos equipos que rompen paradigmas en la automatización de estas relevantes tareas, preguntamos a los grandes fabricantes del sector.

PREGUNTAS

1. ¿Cuáles son aquellos equipos que están impactando con mayor fuerza en el movimiento interno de cargas en la industria?

2. ¿Cómo afectan a la velocidad de producción, calidad del producto fabricado o disponibilidad de las líneas productivas?

3. Robótica colaborativa, vehículos autónomos guiados, sistemas de transporte lineal, sistemas planares… ¿Son sistemas complementarios?¿Pueden convivir en el ecosistema mejorando la productividad de forma global?

4. ¿Es la energía eléctrica la única solución para las soluciones de transporte del futuro o son imprescindibles o recomendables otras energías (aire comprimido, hidráulica…)?

5. ¿Qué valor toman los datos en la optimización de movimientos, sincronismos, flexibilidad o eficiencia en este tipo de aplicaciones?

Lluis Moreno, director comercial de Beckhoff España

1. Destacamos como productos de mayor fuerza en el sector Intralogístico desde los EP7402, rodillos motorizados con capacidad de control a tiempo real, seguido de los Servoaccionamientos compactos con capacidad de Seguridad SIL 3 CAT 4, que nos permiten disponer de entradas analógicas de seguridad, así como poder controlar la posición segura del AGV o Robot, y de esta forma asegurar la interoperabilidad del operario con el AGV. Para finalizar, el XPlanar, sistema de motor Planar, que nos ofrece un abanico de nuevas posibilidades para el transporte de productos, así como para el trabajo colaborativo.

2. El aumento de las entregas directas al consumidor requiere operaciones de fabricación y embalaje cada vez más flexibles. Las tecnologías de control de movimiento compacto de bajo voltaje, que pueden utilizarse en robots móviles autónomos y vehículos guiados automatizados utilizados en las fábricas, así como en sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados en los almacenes, contribuyen a este cambio.

3. Debido a la fácil integración e interoperabilidad de nuestros productos en múltiples escenarios ,y lo más importante, todo recorrido, prioridad de entrega y recepción de ordenes del ERP van directamente ligados a nuestra plataforma de programación TwinCAT, con un par de cambios de software como capaces de integrarnos fácilmente en un nuevo ecosistema logístico.

4. Disponemos de diversas soluciones, orientado a motorizaciones a 24/48 V DC, luego con baterías eléctricas podemos asegurar la potencia embarcada en el sistema móvil.

5. La Inteligencia Artificial, o redes neuronales, son fácilmente integrables en nuestro sistema de control TwinCAT, dando rienda suelta a múltiples optimizaciones de movimiento por planta.

Jordi Alamán, Sales Area Manager en Infaimon

1. La visión artificial es una tecnología consolidada, de contrastados resultados, en la optimización de procesos industriales. De algún modo, garantiza que su implantación en el sector logístico, todavía con tareas y procesos manuales, aporte mejoras que impacten directamente en la productividad y rentabilidad. La Inteligencia Artificial y el Big Data también irrumpen en el sector aportando notables beneficios en la reducción del riesgo de escasez o excedente de mercancía en el almacén con una mejor distribución de recursos.

Por ejemplo, las soluciones de visión para la gestión de almacén permiten, entre otras cosas, la asignación de ubicaciones, la trazabilidad del inventario, la ordenación de las reposiciones o los sistemas de movimiento de mercancía mediante la utilización de códigos 1D, 2D y OCR. La aplicación de estas tecnologías permite aportar un mayor valor para ubicar y trazar por dónde han pasado materiales y productos, lo que mejora la productividad y minimiza el uso de recursos.

También cabe destacar los sistemas de comprobación de materiales presentes en el interior del paquete con relación a su pedido vinculado. Estos sistemas permiten identificar el contenido del envase o paquete, calificar y gestionar las posibles anomalías y reintegrar rápidamente los artículos al stock disponible con posibilidad de incorporarlos a las preparaciones en curso.

3. Si se observa el trabajo dentro de las compañías en la industria logística, es posible percatarse del imparable movimiento de diversos materiales, cajas, productos y mercancías, muchos de los cuales siguen rutas comunes, por lo que siempre se necesita personal para trasladarlas de un lugar a otro.

Los avances en tecnología de navegación, sensores y visión artificial están incrementando la seguridad y la destreza de los robots a la hora de ejecutar las tareas. Los robots móviles autónomos se hacen cargo de las tareas repetitivas propias de la cadena de suministro, posibilitando la reubicación de personal especializado en áreas más productivas. Su funcionamiento transcurre con normalidad sin interferir con las labores del personal y garantizando la seguridad del mismo.

Por ejemplo, en Infaimon hemos desarrollado el sistema InPicker Mobile para aplicaciones de pick & place embarcado en un robot móvil autónomo, que ofrece una solución innovadora de picking capaz de desplazarse libremente por la planta sin colisiones.

InPicker Mobile es un sistema de Robótica Guiada por Visión (VGR) sobre robot móvil para aplicaciones de bin picking que permite de forma autónoma:

• Tener una solución de bin picking dinámica y flexible en cualquier lugar de la planta desplazándolo al lugar donde se requiera;
• Optimizar los procesos de la cadena de suministro realizando una recogida de piezas o componentes en el lugar de almacenamiento y trasladándolos hasta la línea de montaje.

InPicker Mobile incluye sensores y cámaras integrados, así como un sofisticado software de visión 3D, capaz de identificar el entorno y tomar la ruta más eficiente hasta su destino, evitando de forma segura colisionar con obstáculos o personas. Es posible adaptar la misión del robot fácilmente utilizando un smartphone, tablet u ordenador conectado a la red.

Adaptable a las necesidades específicas de diversos sectores industriales, la solución genérica y universal de InPicker Mobile es compatible con múltiples tecnologías de visión artificial y análisis de imagen que proporcionan una amplia variedad de aplicaciones de visión de productos y facilitan su integración en un sistema de control de calidad. El asistente de configuración de InPicker Mobile cuenta con una interfaz gráfica intuitiva y fácil de operar que simplifica la gestión y supervisión de los procesos sin requerir experiencia previa en visión artificial.

InPicker Mobile emplea algoritmos basados en Deep Learning que proporcionan al sistema una mayor robustez y flexibilidad en los entornos industriales. Optimiza la operativa de los procesos de producción y minimiza los recursos. La posibilidad de utilización del sistema en forma continua, durante los tres turnos de trabajo diarios y en ubicaciones distintas de la fábrica, lo hacen especialmente interesante en sistemas continuos de producción, garantizando un rápido retorno de la inversión. Asimismo, InPicker Mobile contribuye a mantener entornos de trabajo más saludables, mejorando las condiciones laborales de los operarios y reduciendo los riesgos laborales asociados a la ejecución de tareas poco ergonómicas.

Miguel Garcés Moreno, Mobile Robots EMEA Product Marketing Manager en Omron

1. Durante años, la logística interna ha estado dominada por diferentes equipos, desde operarios realizando desplazamientos con cargas ligeras o empujando carros, hasta vehículos automáticos guiados, AGV’s, o carretillas tripuladas. Sin embargo, en los últimos años, los robots móviles autónomos, o por sus siglas en inglés, AMR’s, están entrando con mucha fuerza, y se espera que siga siendo así. Esto es debido en gran parte a su flexibilidad para realizar diversas tareas con programación simple, a la posibilidad de navegar por espacios reducidos, evitar obstáculos e, incluso, adoptar caminos alternativos y, debido a que no es necesario realizar grandes cambios en las instalaciones, ya que no necesitan de ningún tipo de guía o puntos de referencia para su navegación, sino que navegan de manera autónoma en base a unas reglas establecidas mediante software.

2. Las fábricas están cambiando, antes hablábamos de la fábrica del futuro, pero hoy en día ya podemos hablar de la fábrica del presente. Las empresas ya no buscan tener largas líneas de producción, las cuales ocupan un valioso espacio dentro de la fábrica, no son nada flexibles y en la que un error en un punto de la producción pone en riesgo toda la línea. Las fábricas hoy en día requieren de flexibilidad, con puestos independientes que pueden entrar en el proceso productivo o no en base a las necesidades del producto, o en realidad, del cliente. Esta fabricación flexible aumenta la disponibilidad de los diferentes puestos de producción, aumentando la eficiencia de la línea productiva.

Los sistemas clásicos de transporte, en el caso de ser manuales o tripulados, pueden conllevar errores, como producto incorrecto, accidentes, etc., lo que se traduce finalmente en retrasos en la fabricación, posibles errores de calidad y pérdidas para la empresa, o lo que es peor, daños humanos. Por otro lado, los sistemas tipo AGV guiados pueden conllevar que si un vehículo para, el resto de la línea también parará, o incluso que, si algún camino está bloqueado, no es posible utilizar un camino alternativo, lo que de nuevo también conlleva retrasos de producción.

3. Por supuesto, no existe una solución única, los AMR’s son ideales donde la línea productiva requiere flexibilidad, donde los vehículos no tienen que hacer exactamente siempre el mismo recorrido. También toman mucha relevancia cuando las líneas de producción están conectadas a los sistemas ERP/MES, de tal manera que los vehículos forman parte del sistema completo y atienden pedidos a demanda. En sistemas más simples, donde hay recorridos siempre de un mismo punto a otro, sistemas de transporte lineal o vehículos guiados pueden ofrecer una solución totalmente válida.

La fabricación flexible no sólo requiere de los mismos vehículos, sino de flotas híbridas en las que AMR’s de distinta carga conviven perfectamente e, incluso, pueden trabajar en armonía con otro tipo de tecnologías o también con las personas.

4. La energía eléctrica no es la única solución, pero sí que es una de las más eficientes. Los vehículos eléctricos proporcionan altas posibilidades de carga máxima con una gran autonomía y un tiempo de carga de batería muy reducido. Los AMR’s necesitan siempre de una parte de arriba para realizar el trabajo, en muchas ocasiones esto pueden ser cintas de transporte móviles, elevadores o robots colaborativos sobre el propio AMR. Todas estas soluciones de recogida y dejada de productos están alimentadas por la propia batería del AMR, y es posible realizar cambios rápidos para cambiar de solución sobre el vehículo. Esto está alineado con lo que la fabricación flexible buscada hoy en día por las empresas, así como los tiempos de recogida y dejada de productos que pueden ser pocos segundos, como en el caso de cintas de transporte o elevadores, lo que resulta en tiempos de producción más reducidos.

5. Los datos tienen un valor vital, cada día más. En Omron hemos lanzado recientemente un módulo de software llamado FLOW iQ, el cual se centra precisamente en los datos, ofreciendo la posibilidad de visualizar mapas de calidad WiFi, mapas de calor de movimiento de robots, para conocer por dónde se están moviendo los AMR’s con más frecuencia, o mapas de calor de localización para conocer si en algún punto de la fábrica los robots tienen más dificultad para navegar, de tal manera que se puedan tomar medidas correctivas.

FLOW iQ también es capaz de mostrar datos sobre dónde se han producido errores y la razón, e incluso, datos de número de trabajos realizados por cada robot, o cómo flota en su conjunto. Los datos son imprescindibles para que puedan ser analizados, de tal manera que se puedan tomar las medidas necesarias para mejorar la producción. Pero tener los datos no es suficiente, sino que su representación gráfica es vital para que puedan ser fácilmente analizados y sean de utilidad. El software de Omron también ofrece datos de vida de las baterías de los robots autónomos, que son las base para poder realizar mantenimiento preventivo.

Marc Murtra, Sales Director Gripping Systems en Schunk

1. Actualmente, y debido a las necesidades generadas durante la situación pandémica causada por la Covid-19, se ha percibido una tendencia en aumento hacia la automatización de procesos como la carga del material bruto en centros de mecanizado. Si esto ya estaba establecido para grandes fabricantes, detectamos ahora cómo esta tecnología se integra en pequeños talleres de menor producción. Para todos ellos, Schunk ofrece soluciones con nuestros sets de aplicación MTB que incorporan un sistema de doble pinza con soplado para poder descargar el producto acabado, cargar en máquina el producto en bruto y limpiar la zona de trabajo en un solo ciclo.

2. La automatización de este proceso permite cargar y descargar la máquina de forma autónoma, liberando recursos y ofreciendo ciclos de trabajo 24/7. Se reducen las paradas no deseadas del centro de mecanizado y se incrementa la productividad.

3. Sí, son sistemas complementarios y será necesario un buen asesoramiento de los proveedores para determinar dónde es necesario utilizar cada tipo de tecnología con cierta independencia de las modas.

4. Ciertamente existe una tendencia a la electrificación de los sistemas, especialmente en aplicaciones colaborativas o donde se requiere la obtención de datos a pie de máquina. Aun así, en lo referente a sistemas de agarre, la neumática sigue siendo la opción más extendida.

5. Schunk apuesta por la Industria 4.0, dotando a nuestros productos de sensores e inteligencia, con capacidad para recoger datos en el punto más cercano al producto, añadir seguridad a los procesos, limitar la fuerza de agarre para evitar daños en el producto e, incluso, avisar de los periodos de mantenimiento recomendados.

Jordi Pelegrí, director general de Universal Robots en España y Portugal

1. En los últimos años hemos visto numerosos avances tecnológicos que están permitiendo mejorar la eficiencia y la flexibilidad de los procesos productivos. Si tenemos que identificar un equipo que está impactando, y mucho, en el movimiento interno de cargas en la industria, cabría destacar los sistemas de paletizados integrados con visión. Estos sistemas, como es el caso de las soluciones de Mosaik Dinamic, ofrece una automatización muy flexible para las entradas de material y finales de línea. Se trata de soluciones que, al integrar inteligencia artificial en cloud, permiten analizar las cajas, ordenarlas y crear el mosaico óptimo. También facilita el paletizado, incluso en trayectos de reparto de mercancía, y que está llamado a revolucionar el sector.

2. La automatización de los almacenes está impactando directamente en la eficiencia del sector. Como principales ventajas podemos destacar las mejoras en la trazabilidad. Automatizar los almacenes permite tener un control prácticamente absoluto de toda la cadena de producción. Además, la incorporación de la robótica colaborativa permite maximizar la eficiencia y asegurar la entrega de pedidos con cero errores. La robótica nos permite incrementar la productividad y asegurar un pleno rendimiento de la planta durante las 24 horas del día. Algunas soluciones como el SIMATIC Robot Library de Siemens incorporan visión artificial, lo que permite combinar el entorno real y el digital a la hora de integrar cobots, lo que agiliza la automatización de procesos y reduce al mínimo los errores de integración.

3. La robótica colaborativa ha sido concebida, desde su creación, como una solución capaz de integrarse y coexistir con otros sistemas operativos, y también con los humanos. Gracias a los avances tecnológicos, los robots colaborativos de hoy en día son capaces de llevar la automatización industrial a nuevas alturas. Su flexibilidad les permite reasignar tareas fácilmente y adaptarlos al entorno, donde pueden convivir con otros sistemas complementarios. De hecho, el espíritu colaborativo de los cobots encarna el futuro de la automatización del sector del packaging: colaborar en el desarrollo de distintas soluciones tecnológicas que se complementen y permitan mejorar la productividad de las líneas de producción y mejorar las condiciones laborales de los trabajadores, librándoles de tareas tediosas y peligrosas.

4. Hoy en día, la energía eléctrica es la solución más eficiente del mercado. Más allá de la aparición de otras soluciones energéticas que puedan complementar las fuentes de generación de electricidad, creemos que el gran reto de futuro del sector se encuentra en el consumo. Debemos se capaces de generar soluciones que requieran menor consumo energético para funcionar. En este sentido, la robótica colaborativa se ha puesto las pilas, y hoy en día los cobots de Universal Robots requieren de un consumo energético muy bajo, inferior a los 300W por equipo.

5. Los datos son imprescindibles en la integración de los sistemas autónomos. En este caso, el gran reto que se nos presenta es conseguir simplificar al máximo los sistemas. Por otro lado, la gestión de los datos es otro elemento clave para mejorar la eficiencia y conseguir una buena integración entre distintos sistemas. En los próximos años, la tecnología relacionada con los datos será clave para mejorar la eficiencia y reducir los costes, así como la complejidad de las soluciones robóticas.   

Este artículo aparece publicado en el nº 538 de Automática e Instrumentación págs. 53 a 58.