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Ingeniería inteligente y producción 4.0

Este artículo muestra el proceso continuo y automatizado de fabricación de tableros de control (integrando tanto el tablero como los componentes del sistema de control), a partir de un modelo digital a través de la ingeniería y la producción hasta conceptos para una pre-certificación digital de productos.

Una ingeniería virtual continua es un prerrequisito para la Industria 4.0. Diversos proveedores tecnológicos han unido fuerzas para presentar soluciones conjuntas para la completa integración de los datos digitales durante el desarrollo y fabricación del producto (en este caso, un tablero de control).

1.- Prototipo virtual:
Una descripción digital del producto es un prerrequisito para un proceso automatizado sin problemas. La descripción se crea durante el diseño del producto en el que las características relevantes de su producción están marcadas y descritas.

En esta etapa, las características relevantes del producto, tales como las características de la entrada del cable con respecto a su posición y el tipo de conexión aplicado, así como la información del diseño térmico, se describen de manera digital y estándar, y están disponibles para su posterior procesamiento a través de una interfaz estandarizada. Aparte de su uso en herramientas de ingeniería, los datos normalizados también se pueden utilizar en tiendas online o catálogos especializados.

2.- Ingeniería virtual: Los datos digitales se están convirtiendo en un foco de desarrollo y producción de productos. El software proporciona los datos del producto, permitiendo la creación de un prototipo digital, el que representa digitalmente (en 3D) el tablero a producir y proporciona una descripción digital y aprovisionamiento de los datos del producto final compatible con los procesos aguas abajo a lo largo del ciclo de vida del producto. Esta información se provee con la ayuda de sistemas y conceptos PLM/PDM (Gestión de Ciclo de Vida del Producto/Gestión de Datos del Producto).

Luego, se realiza la integración digital de la producción, donde se incorporan tecnologías de fabricación, tanto convencionales como optimizadas para la Industrie 4.0, en el flujo de datos digitales.

3.- Producción convencional:
En los procesos de fabricación manual y automatizada de tableros de control, la construcción estandarizada y la provisión de los datos digitales son cada vez más importantes, y el prototipo virtual provee toda la información necesaria para la integración productiva. Utilizando la descripción digital del producto y sin esfuerzos adicionales, los datos requeridos se integran en el software de la máquina, que los traduce en instrucciones precisas de mecanizado. Además, la descripción del producto digital proporciona toda la información necesaria para la instalación manual de los cables. Con el apoyo en una visualización 3D, el trabajador es guiado paso a paso a través del proceso de cableado y la respectiva situación de montaje.

Asimismo, la continua reutilización de datos de ingeniería en la fabricación reduce los pasos manuales y errores, incrementando la seguridad del proceso y la calidad sostenida.

4.- Producción inteligente:
Por medio de la descripción digital del producto, el sistema de control inteligente identifica las estaciones de producción requeridas para la fabricación, y asigna en cuál de ellas se procesará la pieza de trabajo (la que es identificada por medio de un tag RFID).

Por su parte, la máquina provee al empleado con el requerimiento correcto en el momento adecuado, lo que reduce la complejidad de la Industrie 4.0 para el operador de la máquina. De igual modo, la descripción digital del producto contiene instrucciones y parámetros de pruebas para una inspección visual automatizada.

5.- Tecnologías futuras: Muchas características del producto pueden ser comprobadas en modelos digitales antes de iniciar el montaje, lo que puede ser usado con fines de pre-certificación. En este sentido, las tecnologías futuras incluyen los siguientes conceptos:

Estándares digitalizados: Los estándares están diseñados para comprobar los productos. Pero ese conjunto escrito de reglas permiten diferentes interpretaciones. Un estándar formalizado y digitalizado no permite estas diferentes interpretaciones y puede ser integrado a los procesos automatizados.

Verificación de los modelos digitales: Con estándares digitales, muchas verificaciones de reglas se pueden hacer en modelos digitales. Por ejemplo, mediante la integración de las normas en herramientas de software o como una solución de software independiente.

Aprobación del gabinete de control automatizado: Hoy en día muchas pruebas pueden ser desarrolladas en modelos digitales, pero no todas. La función real puede ser testeada solo en el producto final real. Con la ayuda de modelos digitales, una comprobación totalmente automatizada del producto final al estándar digital es concebible.


Artículo gentileza de Phoenix Contact Chile. www.phoenixcontact.cl
Agosto 2016
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