¿Qué tipo de mantenimiento necesitará la Industria 4.0?

El Internet de las cosas, la inteligencia artificial, la fabricación aditiva, etc. Las fábricas del futuro van a depender en gran medida de la tecnología digital. Sus acciones, basadas en datos, permitirán difundir el mantenimiento predictivo   y así dar paso a la Industria 4.0. Después de la mecanización, la industrialización y la automatización, asistimos a la entrada triunfal de la era digital en nuestras fábricas. La fabricación aditiva, el Internet de las cosas, la robótica y la inteligencia artificial cambian profundamente la manera de diseñar, fabricar y mantener los productos.   En el concepto de fábrica del futuro o industria 4.0, los lugares de producción deben manejar un constante flujo de datos. Hoy en día se puede digitalizar todo el ciclo vital, desde su diseño con la maqueta digital hasta su mantenimiento, pasando por la logística.

Prevenir las averías y alargar la vida de los equipos

En la fábrica del futuro, que adopta un enfoque data driven (impulsado por datos), la producción también está basada en datos; desde el control digital del robot al MES (Manufacturing Execution System), la recogida en tiempo real de datos de producción va a arrojar valiosos indicadores de calidad, rendimiento y disponibilidad.   El primer beneficio de la fábrica del futuro es, sin ninguna duda, el mantenimiento predictivo. Poniendo sensores de presión, temperatura o vibración en un equipo, la empresa puede saber en tiempo real cuál es su estado de salud y puede, asimismo, prevenir las averías o desviaciones en el marco de su política de calidad del producto.   En función de la calidad de los fluidos o del nivel de temperatura cercana a los umbrales críticos, el sistema mostrará un riesgo de fallo, que podrá requerir o no la planificación de una orden de trabajo.   El mantenimiento predictivo contribuye también a alargar la vida de los equipos, si estos se supervisan y se mantienen correctamente. Al disponer de un buen conocimiento de su funcionamiento, la empresa podrá optimizar los parámetros de funcionamiento.

Disponibilidad de los equipos: prioridad absoluta para las empresas

Se trata de un reto que no está exento de complicaciones. Según un estudio llevado a cabo por KPMG, dos tercios de las empresas afirman que su prioridad absoluta es la disponibilidad de los equipos, por delante de la reducción de costes y la mejora de la calidad.   La tecnología digital les permite satisfacer este objetivo de reducir al máximo los tiempos de inactividad. Cualquier indisponibilidad penaliza la productividad e implica un sobrecoste. Además, posibles retrasos en las entregas o una reducción de la calidad pueden afectar a la imagen de la empresa.  

Objetivo: cero tiempo de inactividad (“zero downtime”)

Para tender al “zero downtime”, las empresas deben equiparse. Según el mismo estudio, el 83% de los encuestados afirma que ha implantado o está implantando una solución de gestión de mantenimiento asistido por ordenador (GMAO), un 78% una herramienta de telemantenimiento y un 60% una solución de mantenimiento predictivo. La realidad virtual y aumentada (un 30%) y la fabricación aditiva (un 34%) aparecen justo a continuación.   Pero mientras que la mitad de las empresas interrogadas afirma que ya ha implantado el mantenimiento predictivo, el mantenimiento preventivo sigue siendo la forma de mantenimiento más habitual (el 91% de los encuestados). La adopción del mantenimiento predictivo sobre todo se ve frenada por la falta de competencias en tecnologías digitales.

El sector aeronáutico y la producción de acero: dos casos de estudio

Algunos sectores de actividad están más interesados que otros en sacar provecho del mantenimiento predictivo. El sector aeronáutico es especialmente puntero en este ámbito, puesto que el mantenimiento representa su mayor partida de gasto, seguido por el combustible.   Todos los agentes de la cadena tienen interés en prevenir las averías. Las compañías aéreas reducen la duración de la inmovilización en tierra de sus aeronaves, mientras que los fabricantes de motores, por su parte, disminuyen su stock de piezas de repuesto. Así pues, Safran ha recurrido a los servicios de una entidad dedicada a big data (Safran Analytics), mientras que Airbus ofrece su propio servicio de mantenimiento predictivo a otras compañías aéreas.   Otro caso de estudio: la producción de acero. Las placas de acero pasan sucesivamente por fases de calentamiento, enfriamiento y baño. Mediante la colocación de cámaras que puedan reconocer formas en una línea de producción, se pueden comprobar los parámetros de producción y la calidad de la superficie del acero producido.   Las mediciones registradas pueden aportar indicaciones adicionales sobre el uso de las máquinas. Un rodillo dañado puede crear una deformación en la superficie de la placa de acero; en un primer momento no se trata aún de un obstáculo insalvable desde el punto de vista de la calidad, pero la detección de las primeras desviaciones permite llevar a cabo operaciones de mantenimiento predictivo.

Datos valiosos sobre los productos

Si bien el mantenimiento predictivo asocia estrechamente la inteligencia artificial con el Internet de las cosas (IoT), su interés no es únicamente hacer que los equipos sean “inteligentes”. Gracias a los objetos conectados, la empresa conserva un vínculo con su producto, incluso una vez comercializado. Sabe cómo se utiliza su producto y qué funcionalidades se utilizan.   El fabricante podrá realizar los cambios pertinentes en su producto y preparará a su sucesor, basándose en datos de uso reales. De este modo, podrá optimizar los servicios de mantenimiento asociados. Este feedback tiene aún más valor que las encuestas de satisfacción.   Asimismo, pueden surgir nuevos modelos económicos, como la facturación por uso. Retomando el ejemplo del sector aeronáutico, los fabricantes de motores ya ofrecen contratos de mantenimiento por horas de vuelo.

Fabricación aditiva para imprimir piezas de repuesto

Las fábricas del futuro van a recurrir también a la impresión 3D, llamada aquí fabricación aditiva, ya que funciona depositando material y no retirándolo, como sucede en los procesos de mecanizado. Permite crear pequeñas series de piezas con personalizaciones casi infinitas.   Para las operaciones de mantenimiento, la fabricación aditiva permite imprimir piezas de repuesto lo más cerca posible del emplazamiento, reduciendo en gran medida el stock y la logística.  

La intervención humana cobra valor

Por último, las fábricas del futuro valoran la intervención humana. Mientras que durante mucho tiempo el ser humano parecía secundario respecto de las máquinas, hoy en día son estas las que se ponen a su servicio. Con la cobótica – palabra maleta que asocia los términos “colaboración” y “robótica” – el robot comparte el mismo espacio que el ser humano y realiza en su lugar las tareas difíciles, repetitivas, ingratas o peligrosas.   El ser humano, por su parte, es un ser humano “aumentado”. Equipado con un casco de realidad aumentada, el agente de mantenimiento puede visualizar, de manera sobreimpresa, todos los datos necesarios que van a guiarle en su trabajo (planos, fichas técnicas, etc.).   La realidad virtual va a servir de soporte para la formación. Sumido en un universo inmersivo, el técnico de mantenimiento va a realizar los movimientos que deberá reproducir en una situación real, pudiendo volver a empezar todas las veces que quiera, grabar su intervención y, de esta manera, seguir mejorando continuamente.