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El impacto de esta industria se ha venido extendido hace ya varios años, y con él, aparecen nuevas formas de negocio, cambios en los métodos de trabajo, y el uso de sistemas y sensores inteligentes. Pero no solo se limita al campo técnico, también incluye la mejora de las relaciones laborales y las habilidades profesionales, incentivando a la creatividad y la innovación.

"En latinoamérica (...) La industria mundial ha ido avanzando y este escenario exige de los gerentes la capacidad de optimizar las operaciones con un enfoque en el tiempo real. Esto termina reflejándose en el país y estimula actualizaciones administrativas y políticas relacionadas con los impactos de la industria 4.0 en el escenario nacional." (TOTVS LATAM, 2021b)

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Los beneficios de la cuarta revolución han sido evidentes: como la reducción de costos, la optimización del tiempo, la integración de la fabricación digital, soluciones del gestión del ciclo de vida, el análisis de datos, la mejora en la planificación, mejora en la calidad y creación de sistemas flexibles.

Para lograr una verdadera adaptación y/o evolución a la industria 4.0, las empresas deben realizar un proceso de transformación a la era digital, ya que esta industria, se dirige principalmente a la gestión de datos y la seguridad de los mismos.

STĂNCIOIU, A. (2017). The Fourth Industrial Revolution „Industry 4.0”. Fiability & Durability / Fiabilitate Si Durabilitate, 1, 74–78.

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Es una estructura de procesos técnicos y administrativos, acordados tanto en la compañía como en la planta de producción, para guiar las acciones de coordinación laboral, las máquinas y la información del cliente. Se inicia con un proceso base de control, análisis de materiales y educación para el proceso operativo.

Desde hace años se ha destacado este proceso por si efectividad e importancia, ya que influye directamente en la satisfacción de los clientes, la reputación de la empresa y sus resultados.

Palacios, J. (2014, 14 noviembre). TENDENCIAS EN LA INGENIERIA INDUSTRIAL. prezi.com. Recuperado 29 de marzo de 2023, de https://prezi.com/wvt2clwlsn7t/tendencias-en-la-ingenieria-industrial/

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Esto se realiza mediante el ingreso de los requisitos y especificaciones del producto a una base de datos, que arroja las posibilidades más adecuadas para su fabricación.

Su impacto va más allá del diseño gráfico de la mercancía. Varios diseñadores se encargarán de un proyecto, aprenderán los entresijos de una marca, sus objetivos, su audiencia y otras ideas para obtener inspiración de diseño que se puede trazar en una línea de productos personalizados. (Merchandise Design Service | Custom Merchandise Designers for Your Brand | Anthem, s. f.)

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Es el proceso mediante el cual se implementan en las máquinas posibles formas de reducción de costos y optimización de procesos. Algunos de los dispositivos o medios utilizados en la inteligencias artifical son:

Televisores Inteligentes

Buscadores

Programadores de anuncios

Asistentes virtuales

Sistemas de predicción del clima

Chatbots para la atención del público

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La inteligencia artificial ha impactado de distintas maneras en la era actual, como por ejemplo:

La fabricación dinámica

La seguridad

Mantenimiento

Control de calidad

Automatización de procesos complejos

Entre otros.

Marketing. (2021, 3 diciembre). 7 Aplicaciones de la Inteligencia Artificial en la Ingeniería Industrial. EDS Robotics. https://www.edsrobotics.com/blog/aplicaciones-inteligencia-artificial-en-ingenieria-industrial/

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Integración de instrumentos inteligentes 

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Integración de instrumentos inteligentes 

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Se refiere a las herramientas que se integran en el sector industrial, aquellas que permite el control y la optimización de procesos. Reduciendo el uso de mano de obra asistencial en labores básicas.

Su impacto viene desde los años 90, con la estandarización de protocolos para su implementación y la disminución del costo de cableado.

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Se trata de la realización de análisis y mantenimientos predictivos para  un óptimo rendimiento de la máquina, implementado diferentes técnicas; mediante lo cual, se detectan pequeños fallos o anomalías,  se reducen situaciones desfavorables y se extiende la vida de la cadena de producción. Permite que la frecuencia de mantenimiento sea lo más baja posible.

Su impacto ha sido positivo ya que le ha permitido a las empresas  reducir los costos de operación, minimizar el tiempo de inactividad y mejorar el rendimiento general de la maquinaria. No obstante, requiere maquinaria, experiencia y conocimientos específicos para su realización. (Mantenimiento predictivo: la tÃ©cnica basada en datos clave para anticipar errores. 2021).

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Con los avances que ha tenido la tecnología a lo largo de lo últimos años, uno de los estándares para la ingeniería en las empresas, es una conexión permanente y continua de los dispositivos a la red de internet.

Su impacto ha sido positivo en los últimos años, dejando beneficios como: lograr que las operaciones comerciales sean más eficientes, proactivas y predictivas, además de estar estratégicamente automatizadas (Muller, 2013).

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El consumo energético del sector industrial ha requerido el uso de alternativas limpias y sustentables para el cuidado del medio ambiente.  Es por ello que en muchas empresas se ha disminuido el uso del carbón combustibles fósiles como fuente de energía. Esto a su vez, mejora la imagen que tenga la opinión pública de la empresa.

"La evolución de nuestra empresa y el desarrollo sostenible deben ir de la mano" . (Reducción de costos y consumo energético.2011)

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Impacto de la reducción del costo energético 

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Impacto de la reducción del costo energético 

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El impacto del consumo energético a los largo de los años ha sido negativo, sin embargo, las empresas se ha ahorrado más de $1.300 millones a partir de la reducción de este tipo de consumo, y la implementación de alternativas para su erradicación (como los paneles solares).

"En términos de energía, este ahorro asciende a cerca de 3.000 megavatios por hora al año, lo que equivale a la electricidad promedio consumida por 1.667 hogares en un año en Colombia." E. (2021, 4 marzo). Colombia Productiva - Colombia Productiva. Colombia Productiva.

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La importancia de la gestión de la energía para que las empresas sean + productivas

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Es el proceso transición del trabajo hecho por el ser humano, que pasa a ser realizado por sistemas de control (ej: computadoras o robots).
Se centra principalmente en la calidad y mejora de los productos.

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La automatización de los procesos industriales

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Impacto de la automatización de procesos

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Impacto de la automatización de procesos

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Este proceso a traído consigo grandes ventajas para las empresas como son:

-La alta productividad
-Productos de alta calidad
-Información precisa
-Reducción de controles de rutina
-Mayor seguridad para el personas
-Minimizar los costos de operación

¿QUÉ ES LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL? (2017, 3 enero). EXSOL. Recuperado 29 de marzo de 2023, de https://www.exsol.com.ar/automatizacion-industrial/#:~:text=La%20automatizaci%C3%B3n%20(o%20automaci%C3%B3n)%20industrial,de%20reemplazar%20al%20ser%20humano.

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La competitividad altamente creciente en la industria de hoy en día exige productos de alta calidad y más consistentes con un precio competitivo. Para abordar este desafío, muchas industrias ponen el foco en el diseño de nuevos productos y técnicas de fabricación integradas, en paralelo con el uso de dispositivos automatizados.

Uno de los movimientos notables e influyentes para obtener las soluciones al desafío mencionado es la automatización industrial, la cual permite incrementar la calidad del producto, la fiabilidad y la velocidad de producción, reduciendo al mismo tiempo los costos de diseño y fabricación mediante la adopción de tecnologías y servicios nuevos, innovadores e integrados.

Definición

La automatización (o automación) industrial es la utilización de sistemas de control, tales como computadoras o robots, y de tecnologías de la información, para el manejo de procesos y maquinarias en una industria, con el objetivo de reemplazar al ser humano. Es el paso siguiente a la mecanización, en el ámbito de la industrialización.

En otras palabras, es el reemplazo con computadoras y máquinas a la toma de decisiones del ser humano en un proceso de mecanización.

Puede definirse también como la utilización de tecnologías y sistemas de control automático que resultan en la operación y control de procesos industriales en forma automática, sin intervención humana significativa, logrando un rendimiento superior al control manual. Estos dispositivos de automación incluyen PLCs (Controladores Lógicos Programables), PCs, PACs (Controladores de Automatización Programables), etc. y las tecnologías incluyen varios sistemas de comunicación industrial.

Ventajas y beneficios

Costo óptimo de operación

La integración de diversos procesos en la industria con maquinarias automatizadas, minimiza los tiempos de ciclo y esfuerzo, y por lo tanto la necesidad de trabajo humano se reduce. Esto resulta en una menor inversión en personal y empleados.

La automatización de fábricas y procesos industriales mejoran las tasas de producción a través de un mejor control de la misma. Ayuda a lograr la producción en masa, reduciendo drásticamente el tiempo de montaje por producto con una mayor calidad. Por otro lado, permite a las industrias operar las 24 horas del día.

Productos de alta calidad

Dado que la automatización reduce la participación humana, la posibilidad de errores humanos también se elimina. Permite mantener un nivel de calidad y homogeneidad de productos, mediante el control y monitoreo adaptativos de los procesos industriales en todas las etapas, desde el inicio hasta el producto final.

Mayor seguridad para el personal

Aumenta el nivel de seguridad al personal, sustituyéndolos por robots industriales y dispositivos automáticos en condiciones de trabajo peligrosas.

El agregado de una nueva tarea en la línea de montaje implica el entrenamiento necesario a todos los operadores manuales involucrados. En cambio, los robots y máquinas pueden ser programados para realizar todo tipo de tareas, lo que permite una mayor flexibilidad en el proceso productivo.

La adquisición de datos automática permite recolectar información clave de la producción, incrementando la precisión de los datos y minimizando los costos de adquisición. Esto contribuye a una mejor toma de decisiones a la hora de mejorar los procesos industriales.

Reducción de controles de rutina

La automatización reduce completamente la necesidad de comprobar manualmente parámetros del proceso. Aprovechando las tecnologías de automación, los procesos industriales ajustan automáticamente las variables del proceso a los valores fijados o deseados usando técnicas de control en bucle cerrado.

Jerarquía de un sistema de automatización

Los sistemas de automación industrial pueden muy complejos por naturaleza, teniendo un gran número de dispositivos trabajando en sincronización con las tecnologías de automatización. La disposición jerárquica del sistema de automatización consta de diferentes niveles.

Es el nivel más bajo. Incluye los dispositivos de campo como sensores y actuadores. La principal tarea de estos dispositivos de campo es transferir los datos de procesos y máquinas al siguiente nivel superior para monitoreo y análisis. Y también incluye el control de parámetros de proceso a través de actuadores. Como ejemplo, podríamos describir este nivel como los ojos y los brazos de un proceso particular.

Los sensores convierten los parámetros de tiempo real (como temperatura, presión, caudal, nivel, etc.) en señales eléctricas. Estos datos se transfieren luego al controlador para monitorizar y analizar los parámetros de tiempo real. Entre los sensores se incluyen termocuplas, sensores de proximidad, RTDs, caudalímetros, etc.

Por otro lado, los actuadores convierten las señales eléctricas (de los controladores) en medios mecánicos para controlar los procesos. Las válvulas de control de flujo, válvulas de solenoide, actuadores neumáticos, relés, motores de corriente continua y servomotores son ejemplos de actuadores.

Este nivel se compone de varios dispositivos de automatización como máquinas CNC, PLCs, etc., que adquieren los parámetros de proceso de varios sensores. Los controladores automáticos accionan los actuadores basándose en las señales procesadas provenientes de los sensores ​​y en la técnica de programación o control.

Los controladores lógicos programables (PLC, Programmable Logic Controller) son los controladores industriales más ampliamente utilizados que son capaces de proporcionar funciones de control automático basadas en la entrada de sensores. Constan de varios módulos como CPU, entradas / salidas analógicas, entradas / salidas digitales y módulos de comunicación. Permite al operador programar una función o estrategia de control para realizar ciertas operaciones automáticas durante el proceso.

Nivel de Supervisión y Control de Producción

En este nivel, dispositivos automáticos y sistemas de monitoreo, tales como las Interfases Hombre Máquina (HMI) proveen las funciones de control e intervención. Entre estas funciones se incluyen la supervisión de diversos parámetros, establecimiento de objetivos de producción, archivado histórico, puesta en marcha y parada de la máquina, etc.

Por lo general, los dispositivos más utilizados en este nivel son los Sistemas de Control de Distribución (DCS, Distribution Control System) y HMIs de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition).

Nivel de Información o Empresarial

Este es el nivel superior de la automación industrial que gestiona todo el sistema de automatización. Las tareas de este nivel incluyen la planificación de la producción, análisis de clientes y mercados, compras y ventas, etc. Por lo tanto, se ocupa más de las actividades comerciales y menos de los aspectos técnicos.

Redes de comunicación industrial

Por otro lado, otro componente prominente en los sistemas de automatización industrial son las redes de comunicación industrial, que transfieren la información de un nivel al otro. Estas redes están presentes en todos los niveles del sistema de automatización para proporcionar un flujo continuo de información. No obstante, las redes de comunicación pueden ser diferentes de un nivel a otro. Algunas de estas redes incluyen RS485, CAN, DeviceNet, Foundation Field bus, Profibus, etc.

De la jerarquía anterior podemos concluir que hay flujo de información continua de nivel alto a nivel bajo y viceversa. Si asumimos esta forma gráfica, es como una pirámide en la que la información se agrupa a medida que subimos y obtenemos información detallada sobre el proceso a medida que bajamos.

Tipos de sistemas de automatización de procesos industriales

Este tipo de automatización se emplea para realizar operaciones fijas y repetitivas con el fin de alcanzar altas tasas de producción. Utiliza equipos de propósito especial o dedicados para automatizar las operaciones de ensamblaje o procesamiento de secuencia fija. Una vez definido, es relativamente difícil cambiar o variar el diseño del producto. Por lo tanto, es inflexible en proporcionar variedad de productos, pero aumenta la eficiencia con mayor tasa de producción y reduce el costo unitario.

A modo de ejemplo, suelen utilizarse sistemas de automatización fija en procesos de destilado, talleres de pintura, transportadores, etc.

Automatización programable

En esta automatización, se puede cambiar una clase específica de cambios de producto y también de operaciones de ensamblaje o procesamiento, mediante la modificación del programa de control en el equipo automatizado.

Esta automatización es la más adecuada para el proceso de producción por lotes, donde el volumen del producto es medio a alto. Pero en esto, es difícil cambiar y reconfigurar el sistema para un nuevo producto o secuencia de operaciones. Por lo tanto, se requiere un tiempo de configuración extenso para variar la secuencia de operaciones o adoptar un nuevo producto.

Ejemplos de este tipo de automatización son: máquinas y herramientas de control numérico, fábricas de papel, laminadores de acero, robots industriales, etc.

Este sistema de automatización proporciona el equipo de control automático que ofrece una gran flexibilidad para realizar cambios en el diseño del producto. Estos cambios pueden realizarse rápidamente a través de los comandos dados en forma de códigos por los operadores humanos.

Este tipo de automatización permite a los fabricantes producir múltiples productos a través de un proceso combinado en lugar de separados.

Algunos de los ejemplos de este sistema de automatización son: vehículos guiados automáticamente, automóviles, y máquinas CNC (Control Numérico Computarizado) multifunción.

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Automatización Industrial | EXSOL Automación Industrial

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La competitividad altamente creciente en la industria de hoy en día exige productos de alta calidad y más consistentes con un precio competitivo. Para abordar este desafío, muchas industrias ponen el foco en el diseño de nuevos productos y técnicas de fabricación integradas, en paralelo con el uso de dispositivos automatizados.