Blogs
Cómo la IA en el borde ofrece hoy resultados reales en la automatización de la manipulación de materiales
Resumen: En este blog, se explica cómo la IA en el borde transforma la automatización de la manipulación de materiales al proporcionar mantenimiento predictivo, toma de decisiones en tiempo real y máquinas más inteligentes directamente en la planta, sin depender de la nube. A través de explicaciones prácticas, análisis de soluciones de IA y estudios de casos reales, muestra cómo los fabricantes pueden reducir el tiempo de inactividad, mejorar la eficiencia y lograr resultados operativos medibles en la actualidad.
Los procesos tradicionales de automatización de la fabricación y la manipulación de materiales funcionan bien desde la perspectiva de accionistas y propietarios. Los empleados ya están capacitados. Los equipos ya están instalados y pagados. Sin embargo, los operarios que manejan esas máquinas tienen información valiosa que aportar.
Su planta cuenta con varias máquinas que funcionan bien hasta que fallan de forma repentina, y es posible que no sepa cuándo ocurrirá una falla. Las reparaciones de emergencia requieren que el equipo de mantenimiento se apresure a diagnosticar y reparar el componente de la máquina. Las inspecciones manuales son una parte clave de su operación, pero el mantenimiento puede pasar por alto signos tempranos de problemas. Cuando ocurre una falla, es costoso.
En lugar de esperar semanas o meses por la pieza necesaria para una reparación, pase del mantenimiento reactivo a máquinas con capacidad de autodiagnóstico y mantenimiento predictivo. La automatización de la producción y la manipulación de materiales funciona sin interrupciones al adoptar la IA en el borde.
Cómo la IA en el borde cambiará su negocio
¿Cuál es su percepción de la IA y lo que implica? Algunos creen que la IA requiere grandes centros de datos, para los cuales no hay espacio en la planta. Consideran que los costos de suscripción anual están fuera de su alcance. También existen preocupaciones sobre la transmisión de datos y posibles retrasos en el envío y la recepción de información.
La IA en el borde no es lo que usted espera. En lugar de disponer de la IA desde un centro ubicado en otro estado o, incluso, otro país, su cerebro se encuentra en la planta. Está integrada en los dispositivos que usted elige. Esto permite lo siguiente:
- Reducción de costos operativos: La IA basada en la nube puede implicar costos de suscripción y almacenamiento, pero la IA en el borde reduce sus costos. No depende de la nube.
- Toma de decisiones ultrarrápida: La IA en el borde toma decisiones en milisegundos. La banda transportadora se bloquea porque un envase quedó atascado. La IA en el borde actúa en tiempo real, lo que hace posible acciones inmediatas y evita daños en el equipo mediante correcciones en el momento.
- Autonomía de entrenamiento del modelo: La IA en el borde ya está configurada para los productos y las necesidades de su planta, por lo que no se pierde tiempo ni se requiere trabajo adicional para el entrenamiento del modelo.
- Seguridad de los datos: Proteger los datos de su empresa es fundamental. Cuando la IA se gestiona dentro de su empresa, los datos no salen de la red de la planta, lo que reduce el riesgo de robo de información.
En Mitsubishi Electric, nuestro enfoque de IA comienza directamente en la máquina. A través de nuestra tecnología de IA propia, llamada Maisart, incorporamos inteligencia directamente en los sistemas de automatización para que puedan pensar, adaptarse y responder en tiempo real, sin depender de la nube.
Ahí es donde entra la IA compacta. Al integrar características inteligentes directamente en componentes como variadores, controladores y servos, la IA compacta ayuda a los equipos a detectar problemas de forma temprana, optimizar el rendimiento y mantener las operaciones en marcha sin interrupciones. El resultado son conocimientos más rápidos, máquinas más confiables y una IA en el borde que funciona silenciosamente en segundo plano para hacer que la automatización diaria sea más simple y eficiente.
Comprenda las siete soluciones de IA diferentes
Las soluciones de IA giran en torno a dos tipos de datos: variables y formas de onda.
- Las variables son valores discretos (contables), como conteos de artículos, minutos, presión, temperatura y torque.
- Las formas de onda representan señales que no terminan, como corrientes eléctricas, pulsos, ondas sonoras y vibraciones.
En función de esos datos, existen siete soluciones de IA diferentes:
- 1.Extracción de características (agrupamiento): Agrupa puntos de datos para encontrar patrones.
- 2.Método Mahalanobis-Taguchi (MT): Monitorea incluso los cambios más pequeños en corriente, temperatura, vibración, etc., para detectar anomalías o variaciones.
- 3.Regresión lineal múltiple (Multiple Linear Regression, MLR): Usa entradas para predecir una única salida.
- 4.Límites de control de proceso: Utiliza estadísticas para establecer pautas o controles de seguridad.
- 5.Onda similar: Toma una forma de onda de referencia y la usa como estándar al cual otras formas de onda deben ajustarse.
- 6.Análisis de espectro: Convierte señales con la transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT) para revelar problemas en el estado de la máquina al analizar espectros de frecuencia.
- 7.Variación de forma de onda: Examina señales para detectar ruido externo, movimiento u otros signos de problemas.
El uso de estas soluciones permite que la IA detecte cambios mínimos en el flujo de automatización antes de que generen problemas. En lugar de esperar a que una pieza se rompa y deje fuera de servicio una máquina durante semanas, los problemas se diagnostican lo suficientemente temprano como para realizar cambios que mantengan las líneas en funcionamiento.
Ejemplos del mundo real
Tenemos un par de estudios de casos que demuestran el poder de un sistema de automatización de materiales cuidadosamente diseñado.
Hamrick Manufacturing
La empresa familiar Hamrick Manufacturing necesitaba una solución de envasado automatizada para una operación de selección y empaque de proteína en polvo con requisitos mínimos de espacio en planta. La empresa contactó a Mitsubishi Electric Automation con una lista breve de requisitos:
- Precisión excepcional
- Manipulación suave
- Alta potencia
- Huella reducida
Nuestro equipo desarrolló una máquina automatizada de selección y empaque de 17 ejes con productos de servos compactos MR-J4 con integración EtherNet/IP, servomotores giratorios de la serie HG y microvariadores FR-E800.
Lo que ocurrió después sorprendió gratamente a la dirección de Hamrick. Los cambios de producto tomaban media hora, pero la nueva máquina automatizada de selección y empaque completaba la misma tarea en solo 40 segundos.
Sistemas de manipulación de materiales
Material Handling Systems (MHS) quería grúas aéreas más seguras y eficientes, por lo que contactó a Mitsubishi Electric Automation. A través de variadores de frecuencia FR-E800, el equipo mejoró la productividad y reforzó la seguridad con tecnología antibalanceo.
Con esta tecnología, los operarios de grúas podían mantener presionado un botón para aumentar la velocidad sin vibración. Lo mejor de todo es que la tecnología antibalanceo era un 10 % más económica que los sistemas láser.
Nuestro hardware es un cambio revolucionario
Su fábrica está llena de componentes esenciales, pero la manipulación del material es un factor clave. Piénselo como los principales canales de su planta. Los materiales se retiran de estantes y áreas de almacenamiento. Las bandas transportadoras, los montacargas y las transpaletas mueven los materiales de un punto a otro. El producto terminado luego se transfiere al área de envío para su envasado y carga en camiones.
Dos productos específicos de Mitsubishi Electric le ayudan a alcanzar sus objetivos de IA en el borde para una automatización eficiente y rentable de la manipulación de materiales.
FR-E800:
Nuestro variador de frecuencia (Variable Frequency Drive, VFD) y el software FR Configurator2 aseguran que el funcionamiento de su sistema se adapte a las necesidades de su empresa. Si algo falla, usted lo sabrá antes de que se convierta en un problema costoso y frustrante. El FR-E800 permite cambiar los métodos de control según sea necesario:
- Control vectorial de flujo magnético avanzado (velocidad/motor de inducción)
- Control vectorial sin sensores de imán permanente (Permanent Magnet, PM) (velocidad y posición/motor PM)
- Control vectorial sin sensores real (velocidad y torque/motor de inducción)
- Control V/F (velocidad/motor de inducción)
- Control vectorial con opción de enchufar FR-A8AP (velocidad, torque y posición/motor de inducción)
Cuando la automatización de la manipulación de materiales requiere elementos delicados como botellas de vidrio, los controles de posicionamiento pueden configurarse para especificar el tiempo de aceleración/desaceleración, la velocidad y la posición objetivo.
MR-J5:
La cartera de servos MR-J5 ofrece confiabilidad, seguridad y rendimiento excepcionales para la automatización de la manipulación de materiales. Diseñado para procesamiento de alta velocidad y análisis en tiempo real, incluye en forma estándar la funcionalidad necesaria para mantener precisión y capacidad de respuesta donde importa. Como el torque no varía en rangos de alta velocidad, la eficiencia del trabajo se mantiene constante. Aumente la velocidad y obtenga la misma calidad de salida.
Entre los beneficios clave, se incluyen los siguientes:
- Algoritmos de IA integrados: Mantenimiento predictivo y supresión de vibraciones basados en aprendizaje automático que optimizan el rendimiento y reducen el tiempo de inactividad.
- Compatibilidad con múltiples redes: EtherNet/IP™, EtherCAT® y PROFINET admitidos en un solo amplificador para integración con controladores de terceros y maestros EtherCAT; CC-Link IE TSN disponible en modelos de amplificador dedicados.
- Programación familiar: Instrucciones complementarias probadas previamente para Studio 5000® Logix Designer.
- Seguridad funcional: Fail-Safe over EtherCAT (FSoE) con funciones avanzadas de monitoreo de seguridad.
- Motores de alto rendimiento: Encoders absolutos sin batería de 26 bits para control de movimiento preciso.
- Eficiencia de espacio y costo: Amplificadores multieje y diseños de motor compactos.
¿No está seguro de por dónde comenzar? Mitsubishi Electric Automation trabaja con usted para evaluar sus objetivos y presupuesto, y le ayuda a seleccionar el equipo adecuado para sus aplicaciones de manipulación de materiales. Contáctenos en línea o por teléfono para conocer más sobre la instalación de equipos que llevan la IA directamente a su planta.
