TRUMPF y Fraunhofer IPA llevan la inteligencia artificial a la madurez industrial

Fábrica inteligente: TRUMPF y el Fraunhofer IPA han establecido una cooperación de investigación hasta 2025 para llevar soluciones de IA a la fabricación de chapa metálica a la madurez industrial. (Fuente: Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Guía de clasificación: Un resultado de la cooperación es la Guía de clasificación de TRUMPF, que mediante IA ayuda a los empleados en la extracción de piezas de chapa cortadas por láser. (© TRUMPF)

El Dr.-Ing. Thomas Schneider es director de desarrollo en TRUMPF Werkzeugmaschinen. (© TRUMPF)

El Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl es director del Fraunhofer IPA. (© Fraunhofer IPA)

TRUMPF y Fraunhofer IPA cierran una cooperación de investigación hasta 2025. El objetivo es desarrollar soluciones para la fabricación de chapa conectada con inteligencia artificial.

La empresa de alta tecnología TRUMPF y el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA de Stuttgart han acordado una cooperación de investigación hasta el año 2025. El objetivo es llevar soluciones para la fabricación conectada con inteligencia artificial (IA) a la madurez industrial. La suma de financiación para el proyecto asciende a aproximadamente dos millones de euros para los próximos cinco años. En total, diez empleados de TRUMPF y del Fraunhofer IPA trabajan en los proyectos. »TRUMPF quiere ampliar su posición de liderazgo en IA en la fabricación de chapa. Por eso, ya invertimos en tecnologías futuras que ayudan a las empresas a lograr grandes ganancias de eficiencia y a aumentar su competitividad«, dice Thomas Schneider, director general de desarrollo en TRUMPF Werkzeugmaschinen. TRUMPF y el Fraunhofer IPA ya colaboran desde hace cinco años en el tema de Smart Factory y, en el marco de la nueva asociación de investigación, también quieren continuar con los proyectos existentes. »Desde hace años, TRUMPF trabaja junto con nosotros en el tema de producción conectada, porque la empresa — al igual que nosotros — reconoce las oportunidades que ofrecen los desarrollos en torno a Industria 4.0 como una gran oportunidad. Los próximos años serán muy emocionantes, ya que todo se decidirá en ellos. Esperamos que la pandemia de COVID-19 actúe como catalizador: quienes estén preparados podrán aprovechar masivamente las oportunidades que surjan. Ahora también se mostrará si nos hemos preparado bien para el futuro con nuestro trabajo en los proyectos conjuntos«, dice el profesor Thomas Bauernhansl, director del Fraunhofer IPA.

Los futuros proyectos deben hacer explicable la IA

En los próximos cinco años, TRUMPF y el Fraunhofer IPA quieren desarrollar, entre otras cosas, soluciones para mejorar la calidad de los datos en la producción. Porque datos de alta calidad son la condición previa para lograr una mayor eficiencia con IA. En este contexto, los socios investigan especialmente el tema de »Explicabilidad de la IA« (en inglés, Explainable Artificial Intelligence, XAI). El objetivo es hacer comprensible el funcionamiento de las redes neuronales. Para la fabricación de chapa, estos resultados son de gran utilidad. Los resultados del análisis de datos pueden mejorar la calidad de la producción y ahorrar costes y tiempo.

Soluciones nuevas están cerca de la madurez comercial

La colaboración entre TRUMPF y el Fraunhofer IPA para la fabricación digital comenzó en 2015. Los primeros resultados ya están cerca de la madurez comercial. Entre ellos, el sistema de asistencia »Sorting Guide« de TRUMPF, que ayuda a los empleados a clasificar piezas de chapa cortadas con láser. La solución de IA detecta el proceso de extracción y proporciona automáticamente toda la información necesaria para la intralogística al operario. Así, presenta de manera clara las piezas de chapa relacionadas en diferentes colores, por ejemplo, según el pedido, el cliente o el siguiente paso de procesamiento. De esta forma, la solución reemplaza los documentos de acompañamiento, ahorra tiempo y ayuda a evitar errores. Para continuar con estos logros, los socios mantienen la cooperación estratégica.

Calidad de datos para la planificación y control de la producción en la fabricación de chapa

Existe una cooperación de investigación a largo plazo entre el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA y TRUMPF Werkzeugmaschinen, que trabaja en varios proyectos sobre el futuro de la fabricación de chapa. La cooperación se centra en los clientes de TRUMPF: estos deben mejorar su oferta de servicios mediante los resultados y, así, apoyar a sus propios clientes.

Requisitos de los clientes para el procesamiento de chapa

Los clientes de los fabricantes de chapa exigen lo siguiente: La fabricación de chapa suele ser a medida y a menudo en series unitarias o pequeñas. Motivados por el comercio online en el sector de consumo, los clientes esperan tiempos de entrega cortos y cumplimiento fiable de los plazos; muchos además solicitan pedidos exprés. Además, enfrentan una fuerte presión de precios con requisitos de calidad iguales o superiores.

Desafíos en la planificación y control de la producción para los fabricantes de chapa

Por lo tanto, hay que planificar y supervisar en tiempo real una gran cantidad de pequeños pedidos con diferentes procesos de fabricación, y reaccionar rápidamente. Esto es especialmente importante para los pedidos exprés, que no deben poner en peligro los plazos de los pedidos ya confirmados.

Calidad de datos como habilitador

Datos completos, actuales y correctos de movimientos y datos maestros constituyen la base de una planificación y control de la producción (PPS) efectivos. Este conocimiento es bien conocido. Sin embargo, en la práctica, todavía resulta sorprendente la dificultad para lograr o garantizar una calidad de datos adecuada: todavía es común que falten, sean incorrectos o lleguen con retraso los informes sobre el avance de los pedidos o el estado de las máquinas.

Evaluación de la calidad de los datos

Para evaluar objetivamente la calidad de los datos disponibles, el proyecto desarrolló un método de evaluación y lo aplicó de forma anónima tanto internamente en TRUMPF como en clientes de TRUMPF. Un ejemplo ilustrativo es el llamado »Análisis del cielo estrellado«. Este compara pares de datos de valores previstos y reales y visualiza los resultados. Así, el análisis de los tiempos de procesamiento en una máquina muestra:

- Extremadamente llamativo: valores previstos y reales difieren notablemente (área roja). Estos procesos son muy inseguros: esto puede indicar causas técnicas, como trabajos en el límite tecnológico, o que los empleados no cumplen de manera consistente las reglas organizativas (valores nulos indican que diferentes tareas se han registrado y reportado en conjunto, por lo que no se han reportado tiempos reales para otras tareas).
- Notablemente precisos: a lo largo de la bisectriz (área amarilla), los valores previstos y reales difieren muy poco. Aquí, se aplica: o la precisión de la medición es insuficiente o los empleados han manipulado los datos para que los superiores no pregunten.

Sistemas de seguimiento para mejorar la calidad de los datos

En general, se pueden considerar medidas organizativas y técnicas. Para aliviar a los empleados de la tediosa y no productiva tarea de informar, el proyecto continuó con la implementación de medidas técnicas. La realización de la visión de una captura automática de datos de movimiento requiere un sistema de seguimiento adecuado. Este debe rastrear el pedido en su camino de producción y proporcionar la información necesaria. El sistema Track & Trace desarrollado por TRUMPF rastrea exactamente el proceso de producción, reemplaza la entrada manual por parte del empleado y mejora significativamente la calidad de los datos. Solo este enfoque sienta las bases para una PPS mejorada y abre el camino hacia una producción autogestionada.