Fraunhofer IPA muestra el valor añadido de los componentes de producción conectados

El entorno de prueba para la investigación industrial, que normalmente se encuentra en el Centro de Aplicaciones Industria 4.0 en Stuttgart, se mostrará en partes seleccionadas en AUTOMATICA. (Fuente: Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez)

Con un nuevo programa de software, ahora se pueden automatizar una amplia gama de procesos de montaje controlados por fuerza. (Fuente: Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez)

Incluso con la ayuda de sensores externos conectados a la nube, los vehículos de transporte autónomos pueden localizarse con gran precisión. (Fuente: Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez) / Los vehículos guiados automáticamente pueden localizarse con alta precisión con la ayuda de sensores externos conectados a la nube. (Fuente: Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez)

Un análisis ergonómico del puesto de trabajo conduce a conceptos que pueden aliviar la carga de las personas durante su trabajo. (Fuente: Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez)

- Presenta 13 exposiciones en cuatro stands en tres pabellones
- La plataforma IT para el procesamiento de datos de producción en tiempo real en el centro
- El puesto de trabajo, la automatización y la infraestructura IT conforman el marco temático
- Presentación de »Lab Flexible Blechfertigung« en el marco de la cooperación con TRUMPF

En línea con las demandas actuales de la era digital de producción, los científicos de Stuttgart muestran en AUTOMATICA en Múnich del 21 al 24 de junio de 2016 una interacción inteligente de varias exposiciones en los ámbitos de la persona en el puesto de trabajo, producto y automatización, así como infraestructura IT y conectividad, demostrando así el valor añadido de una producción orientada a la Industria 4.0.

En el stand del Fraunhofer IPA, los cuatro pilares de la Industria 4.0 se pueden experimentar de diversas formas en el contexto general de una producción digitalizada: sistemas ciberfísicos de diferentes tipos, una plataforma participativa, el Internet de las cosas y servicios, y un portal con interfaces humano-máquina intuitivas para interactuar con el sistema de producción. Los visitantes pueden comprender, mediante varias exposiciones que interactúan inteligentemente con la nube, qué soluciones ofrece el instituto de investigación para diferentes etapas de la cadena de valor. Estas van desde la separación de piezas, la ensambladura (parcial o automática), el transporte de la pieza hasta la integración de la pieza en la infraestructura IT. Los servicios son relevantes tanto para usuarios y responsables de decisiones de empresas manufactureras como para su equipamiento: para la planificación, operación y optimización de producciones, así como para el desarrollo de componentes industriales innovadores, máquinas y plantas.

Plataforma promotora »Virtual Fort Knox« en el centro

Desde 2012, el Fraunhofer IPA trabaja junto con empresas del Mittelstand en »Virtual Fort Knox«, una plataforma abierta para empresas manufactureras. Bajo el concepto »Manufacturing-IT-as-a-service«, allí se pueden hacer utilizables datos de producción a través de diversas aplicaciones (servicios) en cualquier dispositivo final. El objetivo declarado, según Joachim Seidelmann, jefe de DigiTools en el Fraunhofer IPA, es: »Por un lado, queremos implementar conceptos de Industria 4.0 que permitan a los usuarios aumentar su eficiencia en la producción. Por otro lado, queremos responder junto con nuestros clientes industriales a la pregunta: ¿Qué soluciones digitales se pueden integrar de manera útil en mi producto o producción para desarrollar nuevos modelos de negocio?«

En AUTOMATICA, »Virtual Fort Knox« juega un papel central: diferentes demostradores están conectados a través de la plataforma. Como en la producción real, diversos datos de estado y proceso fluyen en tiempo real al sistema y pueden ser procesados directamente. Una gran ventaja, especialmente para pequeñas y medianas empresas: el usuario accede a la información de las aplicaciones a través de un medio de salida de su elección. Se elimina el esfuerzo por adquirir y mantener un entorno IT adecuado. Además, el usuario puede facturar su software y hardware utilizados en función del uso y evitar costos fijos.

La robótica se beneficia ampliamente de la nube

La condición técnica para entornos de Industria 4.0 es que todos los medios operativos con sensores y controles estén conectados como sistemas ciberfísicos (CPS). Un ejemplo típico de CPS son los sistemas robotizados, como el demostrador IPA en el stand para »Griff-in-die-Kiste«. El software neutral al fabricante bp3™ permite al robot localizar objetos rápidamente y planificar trayectorias de manera confiable para diversas piezas. Otro expositor muestra las ventajas de un paquete de software también utilizable para casi todos los tipos y modelos de robots para diversas tareas de montaje. Con este, tareas complejas realizadas manualmente, como montar armarios de control, pueden ser instruidas de forma intuitiva incluso por no expertos, favoreciendo una automatización económica.

Ambas soluciones de software amplían su potencial mediante la conexión a la arquitectura en la nube: la puesta en marcha y el mantenimiento del sistema robotizado son más eficientes gracias a una base de datos central, por ejemplo, de piezas o bloques de programas listos para usar, llamados skills. Los componentes son más fáciles de intercambiar y todos los procesos pueden ser rastreados y controlados de forma centralizada. Así, los sistemas robotizados son más flexibles y el cambio a nuevas variantes se realiza rápidamente. A través de diversos servicios, nuevas funciones de software están disponibles en la nube. Igualmente, los procesos optimizados localmente pueden ser enviados de vuelta a la nube, de modo que las modificaciones de programa únicas beneficien a todos los sistemas robotizados conectados.

Para soluciones de transporte flexibles, los expertos del IPA han desarrollado »Cloud Navigation«. En el stand se muestran dos sistemas móviles que navegan de forma autónoma, ejemplificando su valor informativo. Al proporcionar sus datos localmente recopilados a través de los vehículos de transporte sin conductor (FTF), toda la flota se beneficia de una localización más precisa y una planificación de trayectorias más eficiente. Los FTF individuales pueden actuar como »lean clients«, requiriendo menos hardware y manteniendo una alta inteligencia de navegación, ya que los algoritmos de navegación intensivos en cálculo pueden ser trasladados a servidores en la nube. También es posible integrar sensores externos, por ejemplo, del entorno de producción, y ofrecer funcionalidades de navegación como servicio.

Control y optimización de procesos

Otro componente central de la Industria 4.0 es la monitorización continua de todos los pasos del proceso. Esto lo realiza el »Sistema inteligente de optimización«, desarrollado en el Fraunhofer IPA, que puede ser utilizado sin conocimientos de TI. El sistema móvil recopila en tiempo real datos de piezas y procesos mediante cámaras inteligentes, instaladas en cada estación de producción, y los analiza automáticamente. No solo detecta desviaciones en el proceso y su causa, sino que también muestra posibles pérdidas o cuellos de botella. Las empresas han logrado aumentar su eficiencia en más del diez por ciento con el uso de »Sistema inteligente de optimización«. Cada pieza puede contribuir a la monitorización del proceso: esto es posible gracias al »smartWT«, un portapiezas inteligente que puede recopilar continuamente datos logísticos y de proceso relevantes para la calidad mediante sensores integrados y transmitirlo inalámbricamente a la nube. El usuario siempre tiene los datos actuales a mano y puede intervenir si es necesario. Así, la calidad y el rendimiento de la producción pueden mejorarse.

En cuanto a infraestructura IT, el Fraunhofer IPA ofrece a las empresas una solución adaptada a los requisitos de una producción flexible: con el software »Sense&Act«, las empresas pueden crear reglas individuales para la interconexión de la producción. Las modificaciones, ampliaciones y nuevas interfaces de TI pueden realizarse con poco esfuerzo. El software supervisa la producción mediante datos de sensores, por ejemplo, para detectar fallos en las instalaciones, y activa acciones definidas en ciertos eventos. Esto puede ser una notificación al usuario o la acción de un sistema robotizado. A través de una interfaz de usuario intuitiva, las reglas para sensores y actuadores pueden crearse rápidamente y compartirse y valorarse en toda la empresa.

Aliviar a las personas y analizar datos de forma útil

Incluso en entornos de Industria 4.0, la integración estrecha del ser humano y sus habilidades en la producción aporta un valor central. Cómo lograrlo también en tareas físicamente exigentes y en el contexto del cambio demográfico, lo demuestra el exoesqueleto laboral, que apoya por primera vez al operario en tareas por encima de la cabeza. La estación de trabajo está conectada a la infraestructura IT y se ajusta automáticamente a las medidas corporales del trabajador y al proceso de montaje actual. Así, se reducen los tiempos de configuración y se alivia al trabajador. Un análisis de puesto desarrollado en el Fraunhofer IPA cuantifica además la eficacia de la solución en cuanto a alivio de los empleados y optimización de los procesos productivos.

Todos los expositores en el entorno de Industria 4.0 comparten que, en el sentido de »Smart Data«, recopilan datos continuamente que pueden usarse para optimizar la producción. En el stand, los visitantes pueden experimentar cómo los expertos del IPA visualizan y analizan de forma ejemplar los datos de sensores y estado recopilados por una exposición. Los conocimientos derivados de análisis de datos inteligentes también ofrecen puntos de partida para nuevos modelos de negocio, como intervalos de servicio personalizados para clientes o ajustes en la oferta propia basados en datos de uso.

Investigación básica en Industria 4.0 con TRUMPF

Que la teoría por sí sola no basta, lo demuestra la iniciativa de cooperación con TRUMPF: en verano de 2015, la empresa de Ditzingen, líder mundial en máquinas herramienta para el procesamiento flexible de chapa y en láseres industriales, firmó una cooperación estratégica de cinco años con el Fraunhofer IPA. El objetivo de esta colaboración es consolidar en la práctica los conocimientos actuales de investigación en Industria 4.0 en el procesamiento de chapa. En el llamado »Lab Flexible Blechfertigung«, empleados de TRUMPF y del Fraunhofer IPA trabajan conjuntamente para desarrollar soluciones innovadoras para la fabricación del futuro. En los primeros proyectos piloto, se abordan los ámbitos de »Logística interna«, »Máquina orientada al servicio« y »Producción autoajustable«. A lo largo de la cooperación, los contenidos seguirán desarrollándose, incorporando nuevos temas de proyecto de forma periódica.

Ulrich Schneider, jefe de proyecto del Fraunhofer IPA, informará sobre la colaboración conjunta en AUTOMATICA el 24 de junio a las 11:00 horas. Bajo el título »Pensar en modelos de negocio, actuar en cooperación – Colaboración con TRUMPF como ejemplo práctico del centro de aplicaciones Industria 4.0«, presentará junto con el Dr. Martin Landherr, además del proyecto mencionado, el Centro de Aplicaciones Industria 4.0, que en el centro de investigación del Instituto Fraunhofer en Stuttgart combina un entorno de prueba para la investigación cercana a la industria de sistemas ciberfísicos en un entorno de producción real.

Información sobre el stand principal del Fraunhofer IPA: Halle A4 | Stand 139

Exposiciones planificadas: Cloud Picking, Cloud Navigation, Ergonomía en el puesto de trabajo, FlexNote, Montaje inteligente, Portapiezas inteligente, Sense&Act, Smart Data, Optimización de sistemas, Virtual Fort Knox.

Otros stands con participación del Fraunhofer IPA

SMErobotics – Robots flexibles para las pymes, Halle A4 | Stand 13

El Fraunhofer IPA coordina la iniciativa europea »SMErobotics«, que presenta en su stand ocho sistemas robotizados de tres ámbitos de aplicación. Las exposiciones muestran cómo los robots inteligentes simplifican notablemente la automatización de pequeñas y medianas producciones y la colaboración hombre-robot. Esto es posible porque los robots son de instalación rentable y se pueden programar y manejar de forma intuitiva gracias a software innovador. Además, sensores potentes permiten una rápida adaptación a nuevas variantes de productos y un manejo robusto de incertidumbres y materiales sueltos. Más información en: www.smerobotics.org.

LIAA – Colaboración humano-robot para el montaje, Halle B4 | Stand 402

Dentro del marco del proyecto europeo »LIAA«, el Fraunhofer IPA ha desarrollado un puesto de trabajo de montaje para aplicaciones de ensamblaje en las que operarios y robots trabajan conjuntamente. Gracias a una nueva herramienta de software, se pueden determinar sistemáticamente las medidas de seguridad necesarias para la colaboración humano-robot y su impacto en la rentabilidad del puesto de trabajo. Así, las aplicaciones de MRK pueden realizarse de forma mucho más rápida. Más información en: www.project-leanautomation.eu.

En planificación y coordinación: ReApp – Incrementar la productividad mediante el uso de robots

En el proyecto »ReApp«, se desarrollan, bajo la coordinación del Fraunhofer IPA, aplicaciones de robot y un entorno de desarrollo sencillo para configurar sistemas robotizados de forma más rápida y económica. También es fácil reconfigurar las células robotizadas o ajustar los parámetros del proceso con ReApp, permitiendo a las empresas, especialmente a las pymes, emplear robots con mayor flexibilidad. El proyecto cuenta con financiación del Ministerio Federal de Economía y Energía. Más información en: www.reapp-projekt.de.