Neumática inteligente: 3 pasos principales hacia la producción sostenible.

La Industria 4.0, la monitorización de la condición y el mantenimiento predictivo son la tendencia en el sector industrial hoy en día. Cuando le pregunto por ellos, ¿qué se imagina? La respuesta a esta pregunta probablemente se encuentre entre los sistemas ciberfísicos y la realidad aumentada que combina el mundo real de la producción con el mundo virtual de la tecnología de la información y la comunicación.

¿Y si pregunto por la Industria 4.0 aplicada a los sistemas neumáticos? La respuesta probablemente dudará del uso de tecnologías y sensores avanzados a componentes tan sencillos y de bajo coste.

Para la mayoría de los fabricantes, el coste de un sensor adicional en un sistema neumático puede aumentar drásticamente el coste total de la máquina. Pero, ¿qué beneficios aporta a cambio?

Los sistemas neumáticos destacan por ser una tecnología fiable ampliamente utilizada y con un bajo coste de inversión.

La alta durabilidad de los sistemas de aire comprimido suele ocultar el aumento de las fugas y la caída de presión, evitando un posible mantenimiento predictivo. Esto no sólo conduce a un aumento de la factura energética y a un mayor impacto climático, sino que influye directamente en las condiciones de trabajo y seguridad (la nota asegura las aplicaciones de alta presión y el nivel de ruido). En definitiva, la implementación de tecnologías inteligentes de acuerdo con la Industria 4.0 no es solo un paso de moda hacia la digitalización, sino una medida necesaria. Las empresas que implementan las tecnologías de la Industria 4.0 consiguen los siguientes resultados en los aspectos de valor-riesgo-costes:

Aumento del valor:

• Entorno de trabajo más seguro y de mayor calidad
• Mayor capacidad de producción
• Línea de productos con menos emisiones de carbono
• Mejora de la calidad y consistencia del producto.

Reducción de costes:

• Reducción de los costes de energía
• Reducción de los costes de mantenimiento
• Menor coste del seguro de accidentes

Menores riesgos:

• Reducción del riesgo de lesiones durante el funcionamiento de las máquinas
• Reducción del riesgo de incumplimiento de la ordenanza sobre el ruido
• Reducción del riesgo climático
• Reducción del riesgo de incumplimiento de los reglamentos/normas (directivas sobre el ruido)

¿Cómo podemos iniciar una transición digital sin problemas y con el menor periodo de amortización de las medidas aplicadas?

Para iniciar la implantación de la neumática inteligente, son necesarios 3 pasos principales:

El primerpaso es un sistema ciberfísico que represente sensores embebidos y protocolos de comunicación sencillos que envíen señales en luces LED de advertencia. Este tipo de alarmas suele implementarse a nivel de componentes o sistemas de un solo eje. Es importante recordar que un aviso visual es fundamental en la resolución de problemas. Aunque la señal de error se envíe por software a los sistemas de gestión de nivel superior, la posibilidad de que los ingenieros de mantenimiento vean inmediatamente lo que ocurre y dónde, ahorra un tiempo considerable.

Figura 1: Arquitectura del concepto de neumática inteligente

El segundo pasoconsiste en la simulación, modelización y virtualización de los sistemas de aire comprimido y los parámetros físicos. Este nivel de diagnóstico también incluye un conjunto de algoritmos que permiten al software comprobar el funcionamiento de un sistema.

No hay que olvidar que el análisis del funcionamiento de los componentes neumáticos, normalmente se puede hacer con interruptores de límite y sensores de presión.

La información sobre la distancia recorrida y los cambios de velocidad pueden deberse, por ejemplo, a un aumento de la fricción, a fugas o a cambios en las cargas aplicadas.

Un descenso inesperado de la velocidad puede provocar una caída de la productividad, mientras que un aumento brusco puede causar la rotura de actuadores o piezas mecánicas de la máquina.

Esta información puede utilizarse para el mantenimiento predictivo del sistema, por ejemplo, para pedir piezas de repuesto o planificar mejor el tiempo de mantenimiento para reducir el tiempo de inactividad de la máquina. Esta información puede ser leída por cualquier dispositivo remoto, como un smartphone, simplemente leyendo el código QR del sistema en cuestión.

El segundo paso puede implementarse a nivel de máquina, así como para toda una planta permitiendo la supervisión de los sistemas de aire comprimido.

El sistema de alarma integrado y los informes para el gestor de mantenimiento proporcionan información completa sobre los principales KPI del sistema y garantizan un mantenimiento sin estrés.

Figura 2: Ejemplo de gemelo digital del sistema neumático.

El tercer pasode la monitorización implica la recopilación de grandes cantidades de datos, y su análisis y explotación, ya sea de forma inmediata en la planta de producción, o mediante el análisis de big data y la computación en la nube. Puede realizarse enviando los datos de forma remota a un sistema de gestión centralizado, o a través de la nube mediante una pasarela, a los operarios que pueden ver lo que está ocurriendo en cualquier momento y proporcionar asistencia remota.

Las comunicaciones en red, incluidas las tecnologías inalámbricas y de Internet, que sirven para enlazar máquinas, productos de trabajo, sistemas y personas, tanto dentro de la planta de fabricación como con los proveedores, y los distribuidores abren un nuevo horizonte para nuevos modelos de negocio hacia un futuro sostenible.