Valencia
Las nuevas tecnologías están haciendo posible una auténtica revolución industrial en las fábricas de todo el mundo. Una factorías que cada vez están más cerca de lo que hace poco parecía ciencia ficción gracias a la combinación de avances es apartados que van desde la robótica a la inteligencia artificial o la visión artificial.
Esos son algunos de los campos que combina uno de los últimos proyectos en los que trabaja el centro tecnológico AIJU, que forma parte de la Red de Institutos Tecnológicos de la Comunidad Valenciana (Redit). Pese al fuerte desarrollo y la extensión de los robots en las cadenas industriales, su uso aún sigue teniendo barreras, como cuando se trata de manipular objetos flexibles y deformables, que por sus propias características hacen que sean más difíciles de tratar y manejar para sus brazos automatizados.
Una limitación que afecta a industrias tradicionales que trabajan con materiales flexibles, presentes en telas, alimentos y plásticos en su producción diaria, que gracias a una combinación de distintas tecnologías hoy en día tiene solución. El proyecto R4MID, impulsado por AIJU y financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+I) y los Fondos FEDER, busca desarrollar tecnologías para la manipulación de objetos deformables, centrándose especialmente en plásticos que son una materia prima fundamental para el sector del juguete al que el centro alicantino está históricamente vinculado.
Mediante la combinación de ciertas tecnologías como inteligencia artificial, visión artificial, realimentación de fuerza y robótica las empresas vinculadas al plástico pueden afrontar cambios en sus procesos y una mayor automatización para lograr una producción más eficiente y adaptable a las necesidades del mercado.
El proyecto R4MID no solo aborda los desafíos técnicos de la manipulación de objetos deformables, sino que también impulsa la colaboración entre empresas, como Industria Auxiliar Juema, Vicedo Martí, y The Doll Factory Europe, para enfrentar los retos del futuro industrial.
Además, la integración de sistemas robóticos en procesos industriales no solo aumenta la eficiencia y optimiza la producción, sino que también reduce la carga física sobre los trabajadores y disminuye el riesgo de lesiones.
Interacción humanos-robots: Exoesqueletos
Precisamente la interacción entre las personas y los equipos de trabajo y las máquinas es uno de los campos que se busca desarrollar para conseguir la excelencia en la fabricación y una mejora en la vida diaria de los propios trabajadores.
El Instituto de Biomecánica (IBV) trabaja en INNOWORK, un proyecto financiado por IVACE+i que busca avanzar en el desarrollo de técnicas innovadoras basadas en inteligencia artificial (IA) para la prevención de riesgos ergonómicos y en el uso de exoesqueletos; todo ello, con el objetivo de mejorar las condiciones laborales y la productividad de los nuevos entornos de trabajo de las denominadas fábricas del futuro.
El enfoque busca no solo mejorar las condiciones laborales, sino también aumentar la productividad en los entornos de trabajo a través de la reducción de los días de baja laboral producidos por trastornos musculoesqueléticos.
Para ello, el IBV aprovecha su experiencia tras haber sido uno de los centros pioneros en realizar el análisis del comportamiento de estos dispositivos en líneas de producción reales como, por ejemplo, el estudio realizado en la planta de Ford en Valencia. El centro participó en las pruebas y adaptación de un exoesqueleto de miembros superiores para las personas trabajadoras de las líneas de ensamblaje.
Ahora el IBV está desarrollando una herramienta interactiva que permitirá a las empresas identificar qué puestos de trabajo podrían beneficiarse de la implementación de exoesqueletos específicos, así como las pautas para su correcta selección e implantación. Además, realiza un seguimiento del feedback de aquellos trabajadores y trabajadoras que han decidido utilizarlo.
Además, INNOWORK se ha centrado en la creación de técnicas innovadoras para evaluar el riesgo ergonómico en el lugar de trabajo, utilizando tecnologías basadas en IA que proporcionan información precisa y objetiva.
Una investigaciones en las que el IBV cuenta con la colaboración de empresas de primera línea, como SPB, Panamar, Zummo, Platos Tradicionales, Embutidos Martínez o Grefusa, que apuestan por el diseño de nuevos entornos de trabajo impulsados por las personas y el uso de tecnologías para la protección de la plantilla.
5G y fabricación en enjambre
Una de las grandes revoluciones tecnológicas ha venido de la manos de las redes móviles y su capacidad de multiplicar el alcance y el ancho de banda. Unos sistemas que permiten la transformación de las arquitecturas clásicas de automatización en planta hacia producciones más flexibles, escalables y dinámicas.
Una de las propuestas para este cambio es el uso de escenarios no lineales, denominado swarm manufacturing o fabricación 'en enjambre'. El concepto swarm manufacturing combina la fabricación y la tecnología de robots autónomos en enjambres, para llevar a cabo procesos de producción de manera eficiente y flexible. De esta manera, en lugar de depender de una única línea de ensamblaje o de producción, se utilizan varios robots autónomos coordinados que trabajan en conjunto de manera descentralizada y que son capaces de comunicar e interactuar entre sí y su entorno.
El centro tecnológico valenciano ITI, especializado en TIC, busca avanzar en el desarrollo tecnológico de este concepto con el proyecto 5GSWARM, que actualmente tiene como objetivo principal la generación de una infraestructura inalámbrica de ultra-baja latencia diseñada para el entorno y requisitos industriales, que permita articular todas las necesidades de conectividad, movilidad y flexibilidad de la industria del futuro.
Durante esta segunda etapa del trabajo, ITI pretende avanzar en la conceptualización del paradigma Swarm Manufacturing, en el marco de la fábrica del futuro, a través de construcción de prototipos basados en diversos componentes tecnológicos, la generación de demostradores aplicados a distintos casos de uso y la colaboración con empresas como Factor o Colortec, que validen, experimenten y planteen retos reales de sus respectivas industrias, en las que este tipo de soluciones e infraestructuras supongan un gran avance para la fábrica conectada y automatizada del futuro.
ITI está trabajando en la integración de una arquitectura 5G, adaptada a los exigentes requisitos industriales, en combinación con los últimos estándares inalámbricos WiFi para incrementar prestaciones en distintos escenarios.En colaboración con Vodafone España, se están analizando distintas aproximaciones de arquitectura 5G pública, privada e híbrida, para su explotación industrial, aportando distintas combinaciones de coste, rendimiento, privacidad y mantenimiento de infraestructuras.
Además, Swarm Manufacturing combina la tecnología de robots autónomos para llevar a cabo procesos de producción y logística de manera más eficiente, flexible y colaborativa, coordinando de manera centralizada todas las decisiones de los distintos activos, y absorbiendo parte de la computación y las decisiones tanto de los robots como de los propios procesos en un servidor MEC (Multi-access Edge Computing) integrado en la propia infraestructura de comunicaciones. Esto permite un tiempo de reacción muy bajo, indispensable para los procesos productivos, y una conexión transparente de todos los activos de planta.
Así, en lugar de depender de una única línea de ensamblaje o de producción, se utilizan varios robots autónomos coordinados, que trabajan en conjunto de manera descentralizada y que son capaces de comunicar e interactuar entre sí. 5GSWARM2 busca demostrar el potencial del 5G para conseguir una fábrica autónoma a través de dos casos de uso.
El primero de ellos involucra la robótica móvil, donde un AGV (por sus siglas en inglés, Vehículo Guiado Automatizado) se conecta a un brazo robot a través de una infraestructura 5G. La baja latencia y alta fiabilidad de las comunicaciones permiten simplificar el hardware y reducir el coste del equipo final.
El 5G permite una conectividad robusta, rápida y flexible de los datos de todos los agentes involucrados, mejorando significativamente la eficiencia y capacidad de respuesta de los procesos industriales, y habilitando nuevas formas de organizar y mejorar los procesos industriales tradicionales.
El segundo caso tiene que ver con la virtualización de los procesos de automatización. Este enfoque aprovecha la baja latencia, la fiabilidad y la conectividad inalámbrica del 5G para separar el proceso de control de un sistema de automatización de cualquier fábrica. Esto facilita una producción más flexible, reconfigurable y adaptativa, apoyado en conceptos como Software Defined Automation, o automatización definida por software, y el PLC virtual (vPLC).