ArtículosNúmero 11

Metrología de última generación para las fábricas inteligentes de la industria 4.0

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Antonio Martínez
Director División Metrología Industrial
ZEISS Iberia

Resumen: El sector industrial se encuentra inmerso en una nueva revolución, protagonizada por la digitalización de los procesos de producción. Esta exigencia llega también al ámbito de la metrología, que tiene que apostar por tecnologías innovadoras para potenciar el crecimiento de la llamada industria 4.0, que requiere más precisión y agilidad. El futuro pasa por ir transformando nuestras tradicionales industrias en las nuevas fábricas inteligentes, con sistemas de medición adaptados a cualquier tipo de pieza, independientemente de su dimensión, espacio y peso.

Palabras clave: Industria 4.0 fabricas inteligentes metrología medición revolucion industrial sensores opticos 3D.

Abstract: The industrial sector is involved in a new revolution, due to the digitization of production processes. This evolution also comes to the field of metrology, which has to bet on innovative technologies to boost the growth of the so-called industry 4.0, which requires more precision and agility. We are forced to turn our traditional industries into new intelligent factories, with measurement systems adapted to any type of piece, regardless of size, space and weight.

Keywords: Industry 4.0, intelligent factories, metrology, measurement, industrial revolution, 3d optical sensors.

Como una de las ciencias más antiguas del mundo, a lo largo de su historia, la metrología ha experimentado multitud de cambios. Hoy en día, con la llegada de la llamada industria 4.0, el sector se sumerge en una nueva revolución.

El nuevo contexto está marcado por la digitalización de los procesos de fabricación y la existencia de una gran cantidad de datos, pero también por una mayor precisión y adaptabilidad de los sectores industriales. Un marco en el que surgen nuevas oportunidades ante las cuales, todos los que formamos parte del ámbito de la metrología debemos reaccionar para garantizar una producción más especializada, flexible y rápida.

El nuevo paradigma que vive la industria eleva los niveles de exigencia y despierta la necesidad de automatizar el entorno de fabricación, simplificar procesos, y reducir la complejidad en el manejo de equipos. Para que la metrología cumpla su función como herramienta para mejorar la productividad y asegurar la calidad de los componentes, es necesario que acompañe al desarrollo de la industria, asistiendo a sus actores para la realización de mediciones fiables, optimizadas y automatizadas.

Por otra parte, la industria 4.0 también demanda respuesta a nuevas necesidades, como la gestión eficaz del gran volumen de datos que se generan, o la adaptación de las mediciones para geometrías complejas, fruto de la creciente innovación. Sin embargo, lo que no ha cambiado con la explosión de la industria 4.0 es la supremacía del producto final. Y es que la excelencia es el nuevo estándar. Expectativas ante las cuales, la metrología continúa siendo un factor indispensable para asegurar la correcta integración de cada pieza en el producto final.

Es más, la creciente importancia de los departamentos de I+D puede provocar que las piezas y componentes que se fabricaban hasta ahora cambien de manera radical en un futuro cercano, por lo que es esencial que la industria de la metrología también avance para ofrecer equipos de medición que se adapten a las dimensiones de piezas muy diversas, incluso a algunas que no conocemos todavía.

Nuevas necesidades, nuevas tecnologías

En el día a día de la metrología industrial, las características de los componentes y las necesidades de cada momento determinan la elección del tipo de sensor, óptico, láser o de contacto, que se utilizará. Habitualmente, los primeros son empleados en aplicaciones con superficies deformables al contacto, o donde se requiere disponer de más información.

Aunque la utilización de sensores ópticos no es una novedad, las nuevas expectativas que genera la industria 4.0 despiertan la necesidad de mejorar al máximo sus capacidades. Los sistemas de medición óptica están evolucionando a pasos agigantados para satisfacer las necesidades más específicas de la metrología de precisión, incluso en condiciones difíciles o espacios pequeños.

A través de nuevas tecnologías como los sensores ópticos 3D, el nuevo software de metrología industrial permite agilizar el proceso cubriendo todo el desarrollo de la medición de cualquier pieza.

Si hablamos de algo tan importante hoy en día como es la medición de datos, los esfuerzos son aún mayores. La capacidad de abarcar el llamado Big Data y darle sentido se ha convertido en una necesidad para la industria. Lo que antes fue un valor añadido, cada vez más será un requisito imprescindible para una metrología a la altura de las expectativas del sector. Ya no basta con obtener datos, sino que el verdadero mérito está en automatizar su gestión, mejorando el conocimiento, y por tanto la calidad de la medición.

Los avances tecnológicos progresan en línea con estas tendencias, facilitando una medición integral, más completa y precisa que nunca, que está estableciendo nuevos estándares de calidad en la industria.

Para poder participar activamente en este nuevo proceso de la metrología de precisión, es necesario contar con equipos que se integren en las nuevas “fábricas inteligentes”. A menudo estas no disponen de espacios especializados para la medición, sino que incluyen el reconocimiento de piezas en la cadena de producción. Por eso resulta clave el empleo de sensores que permitan la digitalización óptica en 3D en espacios reducidos. La utilización de dispositivos portátiles que garanticen la precisión a la hora de medir, permitirá llevar a cabo estrictos controles de calidad en cualquier ambiente de trabajo.

En lo referente al funcionamiento de las fábricas en sí, las nuevas generaciones de tecnología de medición proponen un impulso para incrementar el volumen de piezas producidas por hora. Para poder obtener mejores productos en menos tiempo, es fundamental contar con soluciones de medición adaptadas al ciclo de producción y que puedan ser integradas en la misma línea como un paso más dentro del proceso e inspeccionando el 100 % de la producción. Y es que, si para verificar una pieza hay que sacarla del flujo productivo, el proceso se ralentiza significativamente.

En este sentido, no se debe olvidar el ambiente de los procesos de fabricación. Un entorno con calor y vibraciones puede tener consecuencias negativas para el proceso de verificación. La última tecnología de metrología industrial es incluso resistente a las vibraciones, lo que permite reducir el riesgo de que los resultados se vean afectados por el entorno, garantizando su utilización en la misma línea de producción para acelerar el proceso de producción.

La gestión de datos en la industria 4.0

Son muchos los condicionantes que deben gestionarse a diario a lo largo del proceso de producción. Gran parte del éxito o del fracaso de estos procesos depende de las diversas mediciones y verificaciones de calidad que se realizan de cada una de las piezas.

Afortunadamente, gracias a los avances tecnológicos que hemos citado anteriormente, han surgido máquinas de medición especializadas para cubrir necesidades específicas de cada fase del proceso de producción o para necesidades muy concretas.

Esto hace posible medir mejor, más rápido y con más precisión, pero la consecuencia es, generalmente, un aumento del volumen de máquinas en el taller. Esto genera más necesidad de espacio para ubicarlas, y a menudo tienen que distribuirse en distintas plantas. Es más, en los últimos años muchos de los procesos de producción se han visto fragmentados en diversas plantas de producción. A su vez, esta situación genera infinidad de datos de medición, procedentes de distintas fuentes y equipos avanzados.

A menudo, las empresas no tienen capacidad de manejar estos volúmenes de información, lo cual supone un desaprovechamiento del potencial de sus máquinas. ¿De qué sirve tener todo un sistema de equipos que nos permita extraer mediciones más completas, si no tenemos capacidad de recabar, analizar y comprender toda esa información fácilmente y de forma inmediata?

Ante este escenario, las compañías especializadas en soluciones de metrología somos conscientes de que la necesidad de esta nueva industria 4.0 no es solo tener las mejores máquinas, sino los sistemas de software inteligente que nos permitan analizar óptimamente todos los datos recogidos. Ante esa gran cantidad de información, la industria necesita ayuda para sacar el máximo rendimiento a las nuevas funcionalidades y retos de las tendencias tecnológicas. Ahora es sumamente importante que los datos sean 100 % accesibles, y que además lo sean de manera inmediata y precisa. De poco nos sirve poder visualizar la información en bruto, por ello se trabaja en sistemas que nos permitan acceder a la información ya analizada y presentada de una manera más ordenada para obtener una visión completa del proceso.

Estos cambios suponen un paso de gigante para las grandes empresas de fabricación. Contar con sistemas de gestión de datos inteligentes es fundamental para garantizar la calidad, especialmente cuando hablamos de sistemas multiplanta. Ahora más que nunca las grandes compañías necesiten tener todos sus centros y plantas interconectadas. Con estos avances es posible seguir todos los datos de una pieza, desde su producción en un centro, hasta todo su recorrido por la cadena de fabricación, garantizando su calidad y trazabilidad, esté donde esté.

Un sector en recuperación

A pesar del reto que supone asumir todos estos cambios tecnológicos, la metrología continúa siendo fundamental para el funcionamiento de la industria en general.

Por eso resulta especialmente esperanzador observar muestras de recuperación industrial, empujada por la innovación y el establecimiento de las fábricas inteligentes. De hecho, los avances tecnológicos están contribuyendo a que las compañías sean más eficientes, se diferencien y lideren grandes casos de éxito en sus sectores. Las compañías que mejor están comportándose en el mercado son las que no han dejado de apostar por la innovación.

Sin ir más lejos, más de 40 000 visitantes acudieron a conocer las novedades del sector en la última Bienal de Máquina-Herramienta celebrada en Bilbao. Es más, ciertas industrias, como la del automóvil, han aumentado el gasto en I+D; un síntoma de que la innovación tiene recompensa.

Sin embargo, todavía existe un importante margen de optimización y puesta al día de maquinaria y tecnología en general, margen que debemos intentar reducir a diario para cumplir con la finalidad última de la metrología: mejorar la productividad y asegurar la calidad de todos los componentes.

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