La IA compacta les brinda GRANDES beneficios a los fabricantes.

El tiempo de inactividad es muy costoso.

¿Cuántas personas saben cuándo deben realizar el mantenimiento, la actualización o el reemplazo de su equipo? ¿Y cuánta confianza depositan en lo que les diga eso? ¿Y cómo saben cuándo se deben reemplazar los activos?

Una encuesta realizada por ServiceMax, líder en tecnología de servicio de campo, descubrió que más de dos tercios (70%) de los fabricantes encuestados no sabe cuándo se debe realizar el mantenimiento, la actualización o el reemplazo de su equipo, y el 74% no sabe cuándo deben reemplazarse los activos.

ServiceMax también descubrió que el tiempo de inactividad no planificado afectó al 82% de las empresas en los últimos tres años y costó un promedio de $260.000 por hora. Se informa que el 42% de este tiempo de inactividad fue causado por una falla del equipo, y costó unos $50 mil millones anuales (fuente IndustryWeek).

Hacer que el mantenimiento sea más inteligente para proteger los márgenes

Lograr cero tiempo de inactividad no planificado se convirtió en una prioridad principal para la mayoría de los fabricantes. Una forma de hacer que el mantenimiento sea más inteligente es a través de la inteligencia artificial (IA). La inteligencia artificial analiza los datos recopilados de diferentes fuentes y los utiliza para proporcionar información práctica sobre el estado de un componente de la máquina o la máquina en sí. La IA tiene una capacidad inigualable para procesar grandes volúmenes de datos, reconocer patrones, hacer predicciones y dar consejos prácticos sobre las acciones que deben tomarse.

Según el consultor de transformación digital Capgemini, hoy en día, el mantenimiento y la calidad de la maquinaria son los principales proyectos de transformación de IA en las operaciones de fabricación. McKinseys indicó que el mantenimiento predictivo puede reducir el tiempo de inactividad de la máquina hasta en un 50% y aumentar la vida útil de la máquina hasta en un 40%. Resultados como estos son el motivo por el cual la firma global de investigación y analistas, ABI Research, espera que los dispositivos industriales habilitados para IA tengan una base instalada de 9,8 millones en 2024.

Con la IA, el mantenimiento planificado se puede realizar según el uso real, y las características de desgaste y el mantenimiento pueden ser muy específicos. La máquina les informa a los técnicos qué componentes necesitan inspección, reparación o reemplazo. Esta información estratégica permite alcanzar una vida útil restante (RUL) de las máquinas más larga porque se evitan los daños secundarios. La IA también puede ayudar a reducir los tiempos de ajuste automático, sincronizar sistemas complejos y permitir que se tomen decisiones autónomas.

La IA compacta les proporcionará grandes beneficios a los fabricantes

Gracias a la IA compacta, las tecnologías inteligentes de fábrica como la IA y las analíticas predictivas están a punto de incorporar grandes cambios en la planta de fabricación. La IA compacta utiliza un algoritmo de aprendizaje profundo que reconoce solo la información necesaria para llevar a cabo tareas específicas y filtra la información irrelevante. Esto hace posible que la IA se incluya en una amplia gama de equipos de automatización, incluidos servos, inversores, controladores lógicos programables, interfaces hombre-máquina y muchos más.

Al incorporar la IA compacta en el equipo de automatización, el equipo en sí mismo puede monitorear la calidad de los componentes, detectar las fallas más pequeñas en la maquinaria, predecir fallas en el equipo y evitar tiempos de inactividad no planificados. El aumento del uso de la IA compacta generará reducciones de costos en los procesos de producción y mejoras incrementales en la eficiencia operativa y sentará las bases para los sistemas de automatización con base en la información y en la red.

Servos inteligentes

La IA compacta ya se diseñó en nuestro servosistema para reducir los costos de mantenimiento y el costo total de propiedad de la máquina. Cuando las capacidades de mantenimiento predictivo se basan en el servo en sí, el servoamplificador puede monitorear las transmisiones por correa, los tornillos de bola, las guías lineales y los engranajes para detectar y diagnosticar fallas inminentes, mejorar el tiempo de actividad mediante la detección del deterioro de los componentes mecánicos a través de la fricción y los cambios en los valores de vibración, y generar advertencias antes de las fallas.

La IA compacta también permite un ajuste rápido. Los usuarios pueden ajustar el servomecanismo en aproximadamente 0,3 segundos. No se requiere experiencia de ajuste porque los valores de ganancia se generan de manera automática, lo que reduce el tiempo y el esfuerzo de configuración de la máquina. El sistema también es capaz de suprimir eficazmente la vibración tanto en la carga como en la base de la máquina a frecuencias tan bajas como 100 Hz.

Los servos inteligentes combinan tecnología de la información (TI) y tecnología operativa (TO), por lo que admiten CC-Link IE TSN®, una red crítica que permite la sincronización de tiempo en todos los dispositivos conectados a 1 Gbps. Esta red Ethernet industrial de alta velocidad también brinda beneficios avanzados de computación perimetral y una adopción más sencilla de IoT.

Inversores inteligentes

La IA también impulsa diagnósticos avanzados en nuestras unidades de frecuencia variable (VFD) de última generación. El uso innovador de la IA compacta permitirá identificar signos de daños en el inversor causados por el sulfuro de hidrógeno u otros gases corrosivos. Cuando el entorno de producción deba mejorarse para evitar fallas en el equipo y tiempo de inactividad no planificado, el operador recibirá una notificación. Estos nuevos VFD también tienen IA en el software de configuración para facilitar la instalación. Los diagnósticos basados en IA pueden analizar las causas de tiempo de inactividad, como las sobrecorrientes causadas por ráfagas de aceleración. Algunos inversores pueden detectar desviaciones en los perfiles de carga, lo que puede indicar una falla mecánica como un filtro obstruido o una correa rota.

Las funciones integradas del controlador lógico programable (PLC) permitirán que los inversores se comuniquen entre sí para coordinar el funcionamiento. La IA compacta también analizará y determinará la vida útil de los componentes críticos, como condensadores, relés de contacto, ventiladores de enfriamiento y resistencias de límite de corriente de inserción.

Mantenimiento de robots predictivo basado en IA

El futuro de la fabricación depende de niveles más altos de productividad a través de la robótica y la automatización. El mantenimiento predictivo basado en IA más reciente simplifica la adopción de robots y permite que los operadores de planta y mantenimiento comprendan, programen y optimicen fácilmente el mantenimiento de robots.

Esta funcionalidad avanzada se entrega a través de una tarjeta complementaria que proporciona tres funciones de mantenimiento:

1. Cálculo del grado de consumo, que determina cuándo se requiere mantenimiento para las piezas de impulsión como tornillos de bola, ranuras de bola, engranajes, cojinetes y correas.
2. Las simulaciones de mantenimiento, que compilan datos de consumo y los utilizan para estimar la vida útil del robot, y ofrecen un programa de mantenimiento basado en las condiciones de funcionamiento reales. Esta función se puede utilizar incluso antes de instalar la máquina en la fábrica, lo cual es útil para quienes estén preocupados por el tiempo y el costo que se relacionan con la integración de robots industriales.
3. Plataforma centralizada de gestión de robots, que combina datos de mantenimiento con datos de sistemas empresariales y utiliza analíticas basadas en la nube para ofrecer modelos predictivos altamente confiables. La información generada a partir de estos modelos predictivos permite reducir los costos del tiempo de inactividad programado y no programado.

Las múltiples aplicaciones de la IA compacta

Si bien el mantenimiento predictivo es una de las principales aplicaciones de la IA compacta, existen muchos otros usos posibles, entre los que se incluyen los siguientes:

Control de calidad. En este caso, la IA compacta permite alertar a los fabricantes cuando la calidad disminuye. La IA compacta también permite recopilar y analizar datos para mejorar la calidad.

Reducción de desechos. La IA compacta puede ayudarlo a identificar áreas de pérdida y implementar acciones específicas para reducir los defectos y las ineficiencias de los productos, de modo que se puedan predecir y prevenir los desechos de producción.

Optimización de la producción. La IA compacta permite buscar interrupciones en la producción, como desviaciones de presión en bombas, válvulas con fugas, temperaturas de cojinetes inconsistentes, entre otros. La IA compacta permite extraer las posibles causas de estos problemas y recomendar las mejoras necesarias para eliminar las ineficiencias del proceso o de la máquina.

Una base para el Internet industrial de las cosas (IIoT)

Si actualiza su equipo de automatización, puede aumentar la accesibilidad y la visibilidad de los datos recopilados en la fábrica y transferir información a otras máquinas, redes o plataformas de gestión de datos. Luego, puede utilizar estos datos para impulsar mejoras en la eficacia general del equipo (OEE), tomar decisiones en tiempo real para influir en el proceso de producción y utilizar los datos recopilados de PLC, servos y variadores para reducir los costos de mantenimiento, mientras optimiza la calidad del producto.

Con soluciones inteligentes e interconectadas, los fabricantes pueden crear los cimientos para Industry 4,0; una base que puede implementarse de manera incremental con una inversión mínima. Los beneficios potenciales de Industry 4,0 son enormes: fabricación más precisa y de mayor calidad con costos operativos más bajos, menos tiempo de inactividad y menos lesiones.

Dan Zachacki Ingeniera sénior en marketing de productos Control de movimiento y servo Mitsubishi Electric Automation, Inc.

Patrick Varley Gerente de desarrollo de negocios Robots Mitsubishi Electric Automation, Inc.

Deana Fu Gerenta sénior de productos Variadores de frecuencia Mitsubishi Electric Automation, Inc.

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