Revolución industrial 4.0, parte 3: manufactura aditiva y realidad aumentada

Presentar los siguientes elementos en esta última sección, no significa que tienen menos valor o que son menos indispensables en la nueva visión que tiene la industria. Todos los elementos mencionados en estos tres ejercicios se han considerado como pilares de la nueva era industrial y todos tienen un valor particular que al ser sumados permitirán que se alcancen nuevos niveles de eficiencia en la manufactura.

Al incluir estos tres nuevos conceptos y sus referencias de una forma general, espero que se integre y se complemente una nueva visión de la industria que estamos por conocer y por crear en los siguientes años para permitir que en nuestra región se desarrollen nuevos niveles de competitividad, al mismo nivel que se están generando globalmente.

La integración de estos conceptos en la industria inteligente se logrará gradualmente. No se trata de un paquete de aplicaciones que se implementa de forma total en una sola fase, ya que se requiere de mucha planeación y sobre todo de una etapa de análisis donde se define qué aplicaciones pueden dar mayor ventaja y qué conceptos son más indispensables para brindar ventajas al negocio y claramente al cliente.

 

Realidad aumentada

Aunque las aplicaciones más comunes de esta tecnología han sido más claras en videojuegos o en conceptos de entretenimiento, esta tecnología puede ser empleada a nivel industrial para ofrecer diferentes servicios, incluyendo tareas como seleccionar piezas en un almacén con la posibilidad de reconocer todas las características físicas de una pieza y contar con todas las especificaciones y detalles del producto para garantizar su localización, o la posibilidad de enviar información a través de un dispositivo móvil para asistir la reparación de un equipo, una máquina o un herramental.

Las empresas podrán ampliar el alcance de muchas operaciones a partir de la realidad aumentada en tiempo real para proveer a operarios y operadores productivos en diferentes áreas de la planta para la toma de decisiones.

Debemos decir que los beneficios se pueden expresar en términos económicos al reducir los costos de reparación y mantenimiento, y el factor del tiempo que ofrece soluciones donde se reducen los tiempos de respuesta.

En los casos de un proceso de reparación, un trabajador puede recibir instrucciones a partir del uso de lentes de realidad aumentada para llevar a cabo una serie de actividades de desensamble mostrando directamente las operaciones a realizar en cada paso, especificaciones de las herramientas que debe utilizar, identificando claramente la forma en que se manipulan las partes y los cuidados que deben tenerse en cada pieza.

Sobre todo, si existen riesgos en algún elemento por el tipo de material o por los efectos en el momento de retirarlo, incluyendo datos históricos de cada equipo para mostrar las piezas que han sido manipuladas y sustituidas por razones de mantenimiento y las que ya han llegado al periodo de revisión o de reemplazo.

Otra de las aplicaciones que pueden considerarse es la capacitación o entretenimiento virtual, en tal caso esta actividad se aplica a manuales o a procesos mediante la realidad virtual que aporta a los operadores en planta la experiencia única e indispensable de una manera rápida, económica y sin riesgos, ni para el operador ni para las instalaciones en la planta, se recrean virtualmente los entornos reales de las instalaciones o de las máquinas a usar para las pruebas o capacitaciones en tantas ocasiones como sea necesario, aportando una experiencia más real y más efectiva que incrementará los resultados del entrenamiento.

Los alcances de esta tecnología se extenderán con el paso del tiempo y cada vez más actividades podrán recibir esta ventaja. Actualmente existen empresas dedicadas a la realidad aumentada en la industria, que están ofreciendo diferentes servicios con distintos alcances pero con aplicaciones muy prácticas que ya son palpables y generan ventajas que parecían lejanas aún en el presente.

 

Manufactura aditiva

Este modelo de fabricación describe a las tecnologías que construyen objetos en tres dimensiones mediante la adición de una capa tras otra capa de material para construir objetos físicos, en su mayoría se han desarrollado productos de material plástico. Sin embargo, entre las posibilidades se encuentran también para materiales como la cerámica y el acero.

Primero se debe contar con un modelo en tres dimensiones conocido como 3D, el cual se genera utilizando un software de modelado en 3D. Posteriormente, los equipos de manufactura aditiva interpretan el archivo y lo reproducen físicamente mediante capas sucesivas de material, creando así el objeto en tres dimensiones.

Aunque esta tecnología se introdujo inicialmente en la década de los ochenta, sus primeros usos se centraron en la creación de prototipos y modelos para la previsualización de productos antes de la realización de un molde final. Sin embargo, la manufactura aditiva ha evolucionado y se está utilizando para crear productos de uso final en todas las industrias.

En esta nueva etapa del nacimiento de la Industria 4.0, algunas empresas han adoptado la manufactura aditiva, a partir de la impresión 3D, y la contemplan principalmente para prototipos y para producir componentes con características personalizadas. Bajo esta nueva circunstancia los métodos de manufactura aditiva serán ampliamente usados para producir pequeñas cantidades de piezas de productos personalizados que ofrecen ventajas de construcción, tal como la complejidad y diseños más ligeros.

Una de las ventajas que se plantean en esta nueva etapa industrial es la personalización de los productos y la diferenciación con aplicaciones o detalles particulares que serán una alternativa en casi cualquier producto, y sin tener que esperar mucho tiempo para recibir el producto, más bien con una disponibilidad casi inmediata. Esto será posible con la manufactura aditiva que permite obtener estas soluciones sin ninguna limitante.

Los sistemas de manufactura aditiva descentralizada de alto desempeño permitirán ventajas como la reducción de distancias en la logística y transportación y reducir almacenamiento de producto ya que se producirán al momento que los clientes solicitan los productos y se enviaran sin tener que esperar más tiempo al interior de la empresa.

Este tipo de soluciones permite una corrección en el diseño en tiempo reducido para alcanzar la solución necesaria en muy corto plazo y con tiempos de entrega reducidos, lo cual disminuye los costos inclusive si se logran reducciones en el peso de las piezas.

Se ha mencionado que el diseño de productos en estos sistemas permite realizar estructuras con geometrías que los procesos tradicionales no pueden lograr, lo cual es una de las ventajas de gran valor que marcan un nuevo escenario en el diseño.

Esta nueva condición se ha aplicado a los procesos de manufactura utilizando metales, abriendo una nueva etapa en la fabricación de herramentales donde la eficiencia está encontrando nuevos niveles ya que los sistemas de refrigeración al interior de los moldes pueden utilizar diseños más apropiados y más complejos que antes no podían imaginarse. 

 

Sistemas de integración horizontal y vertical

Actualmente la mayoría de los sistemas de TI (tecnología de información) en las empresas no están completamente integrados, solo se enfocan en áreas muy específicas y no se involucran a todos los departamentos para esta tecnología. Por otro lado, las empresas junto con sus proveedores y los clientes muy raramente están ligados, lo que limita su interacción.

Incluso, de forma interna algunos departamentos en la empresa no están completamente integrados aún cuando resulta indispensable su trabajo en conjunto. Para ser más específicos, dentro de algunos departamentos como en el caso de ingeniería donde el trabajo implica la interrelación entre el producto, la planta y la automatización se presenta una falta de integración.

En el caso de Industria 4.0, las empresas, los departamentos, las funciones y las habilidades se mantienen más ligadas para convertirse en una organización entrelazada, con redes universales de integración de datos que evolucionan continuamente y permiten una verdadera cadena de valor completamente automatizada.

Algunas empresas han definido una plataforma donde se comparten desarrollos en diseño y manufactura que están disponibles para beneficiar a los integrantes de la plataforma, donde la colaboración es el motor que promueve la integración de las ideas y las novedades para el grupo,  permitiendo que se tenga disponible la información en la nube las 24 horas.

El elemento más importante en todo este mundo de conceptos existe desde hace mucho tiempo y se trata de estar abierto a nuevas ideas y tener la disponibilidad para aplicar nuevas técnicas y nuevos conceptos, no limitarnos a los conocimientos y experiencias adquiridas y no temer a las ideas en evolución.