Jornada Fabricación Avanzada
Hacia la Smart Connected Factory
Dr.-Ing. Iñigo Bediaga
[email protected]
2016/05/31 BIEMH - BEC
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Índice La Fábrica Inteligente Conectada
( Smart Connected Factory )
Objetivos y factores clave Estructura La Máquina Inteligente Conectada ( Smart Connected Machine ) La transformación El empoderamiento de la persona (Smart Worker) Aplicación real Consola de servicios de operador de máquina
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hoja 2
Smart Connected Factory El
Objetivos y factores clave
objetivo / reto:
Conseguir una fabricación más flexible, más productiva (cero defectos, cero desperdicios, cero paradas) y más eficiente (mínimo coste energético…), aún cuando la producción sea unitaria. La Smart Factory comprende la auto-configuración, la auto-optimización y el auto-ajuste de los recursos productivos, de los sistemas de planificación y de los sistemas de control asociados. Utiliza una red (internet) para conectar los elementos de producción virtuales y físicos mediante la introducción de la "Internet de las cosas y servicios" para las operaciones de fabricación.
Factores
clave:
La transformación a Smart Factory se encuentra pilotada por dos elementos clave; por una parte las denominadas Smart Connected Machines y por otra, las personas que operan en la planta (Smart Workers). De modo que, las Smart Connected Machines que se encuentran en la planta de fabricación serán vistas cómo un conjunto de «máquinas sociales», conectadas entre sí, conectadas con los sistemas de gestión de la producción y conectadas con las personas, por medio de un mundo virtual que va a ser posible gracias al desarrollo de la plataforma Internet Industrial System.
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hoja 3
Otra información Smart Connected relevante Factory
Estructura
Importante sensorización extra. Desarrollo de dispositivos de medición,
control y actuación conectados con el mundo virtual (sistemas ciber-físicos). La Smart Connected machine:
En el borde entre el mundo virtual y el real. Conocer qué ha pasado y qué está pasando, analíticas en tiempo real en el borde (edge-data-analytics).
La Smart Connected factory:
los datos de múltiples fuentes son agregados en la nube Conocer que va a pasar y porqué ha pasado, analíticas avanzadas en la nube (big-data-analytics). El resultado: optimizar la toma de decisiones. Fuente: IK4-IDEKO
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hoja 4
Otra información Smart Connected relevante Factory
Estructura
Nuevas funcionalidades en máquina en los ámbitos:
la salud de Maintenance) el proceso Machining)
y
máquina la
calidad
(Smart (Smart
la sostenibilidad (Smart Consumption). SMART SMART MACHINING MAINTEN.
SMART SMART CONSUMP. WORKER
Funcionalidades nuevas que habilitan la
existencia de nuevos servicios.
Fuente: IK4-IDEKO
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Smart Connected Factory
La transformación Smart Connected Factory
Smart Connected machine
Nuevas capacidades de las Smart connected machines:
Pilares para la excelencia operativa:
4. Autonomía 3. Optimización
2. Control
Consumo energético
Operario
Calidad
Condición salud
Proceso operación
1. Monitorización © IK4-IDEKO / Danobatgroup
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Otra información Smart Connected relevante Machine
La transformación
PASO 1. La monitorización
Sensorización de máquina
Plataforma de monitorización
conectividad de lectura del CNC, PLC, controlador, y otros dispositivos
plataforma almacenamiento local (cloud privada)
consola de servicios de operador (visualización real-time de máquina, etc.)
1. Monitorización
PASO 2. El control
Plataforma de monitorización y control para soft (segundos) y hard (micromilisegundos)
2. Control
real-time control
conectividad de actuación sobre el CNC, PLC, controlador, y otros dispositivos (p.e. DAS Dynamic Active Stabilizer).
empleo de algoritmos y técnicas de análisis y diagnóstico en el borde aplicados a los pilares (p.e. condition based monitoring and diagnosis).
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hoja 7
Otra información Smart Connected relevante Machine
La transformación
PASO 3. La optimización
3. Optimización
Plataforma conectada a la nube:
Industrial Internet System (IIS) y plataforma cloud pública (persistencia, preparación de datos, etc.).
ciber-seguridad de la máquina y confidencialidad datos sumamente importante.
empleo de algoritmos y técnicas de data-mining, big data-analytics, para diagnóstico y optimización aplicados a los pilares (p.e. predictivo y proactivo, diagnósticos en base a modelos más complejos, etc.).
PASO 4. La autonomía
Las máquinas cobran cierta consciencia de su entorno. Se alcanzarán niveles muy elevados de autonomía:
Auto-diagnosis (p.e. condición de máquina, proceso, etc.)
Auto-optimización (p.e. condiciones de proceso, etc.)
Auto-organización (p.e. mantenimiento, producción, etc.)
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4. Autonomía
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Otra información Smart Connected relevante Machine
La transformación
Capacitación de máquina
Matriz de transformación a nivel de Smart Connected Machine
4. Autonomía 3. Optimización 2. Control 1. Monitorización Machine data (datos actuales en máquina)
Smart Maintenance
Smart Machining
Pilares excelencia operativa Fuente: IK4-IDEKO
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hoja 9
Otra información Smart Connected relevante Machine
La transformación
La matriz de la transformación y la su implantación en las fábricas
Capacitación de máquina
•
Grado de conectividad / apertura diferente en cada pilar de excelencia operativa
4. Autonomía 3. Optimización 2. Control 1. Monitorización Machine data (datos actuales en máquina)
Smart Maintenance
Smart Machining
Pilares excelencia operativa Fuente: IK4-IDEKO
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hoja 10
Smart Worker El
El empoderamiento de la persona
Smart Worker es el segundo elemento central de la Smart Connected Factory.
Objetivo es dotar al interlocutor con la máquina (operario máquina, mantenimiento, programador, diseñador, jefe producción,...) de una serie de servicios para optimizar su trabajo y ayudarle a alcanzar un nivel
superior de capacitación técnica y eficiencia. Estos servicios podrían ser;
un interfaz avanzado de máquina, con contenido ajustado al interlocutor y en modo interactivo, ayudas a la programación, documentación en pantalla…
una consola de servicios avanzados de operador con serie de funcionalidades asociadas a vigilar y analizar el comportamiento de máquina y proceso.
Factor clave: uno de los factores clave será la
implicación de las
personas, y la capacidad / voluntad de adaptación al cambio.
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Aplicación real
Connecting the future
Smart connected factory
Aplicación para el control integral de líneas de fabricación
Smart connected machine
Aplicación para la monitorización en tiempo real, la visualización remota y llevar a cabo analytics.
Aplicación manejo guiado y simplificado de máquina, ayuda a la programación, documentación en pantalla, etc.
Smart components
Dispositivos ciber-físicos incorporados en máquina: • DAS (Dynamic Active Stabilizer) •
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MDM (Multi Diameter Measuring)
hoja 12
Aplicación real
Connecting the future
Ejemplo: consola de servicios avanzados de operador de fresadora mediante el DATA SYSTEM
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hoja 13
Aplicación real
Connecting the future
Ejemplo: consola de servicios avanzados de operador de rectificadora mediante el DATA SYSTEM
Reporting
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hoja 14
«Don’t buy the hype. Buy the reality. Industry 4.0 will be a huge boon to companies that fully understand what it means for them.» A Strategist’s Guide to Industry 4.0 Published: May 9, 2016 / Summer 2016 / Issue 83 http://www.strategy-business.com/
Dr.-Ing. Iñigo Bediaga
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