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La Industria Inteligente es capaz de crear una mayor eficiencia y adaptabilidad en los procesos productivos y ofrecer ayuda al mantenimiento industrial. 

En la actualidad están surgiendo muchas tecnologías que modifican los procesos de negocio establecidos y permiten a tu negocio ser más efectivo. A este conjunto de tecnologías se le denomina Industria 4.0.

Dicho concepto, también conocido como Cuarta Revolución Industrial, expresa la idea de interconectar todos los puntos de una empresa para dar lugar a una mucho más inteligente, automatizada y efectiva.

La digitalización de la industria logra que el mundo virtual y el real se fusionen para aplicar nuevas tecnologías de la información en todos los procesos productivos.

Uno de los ejemplos de Industria 4.0 más novedosos es el gemelo digital. Un modelo virtual de un proceso, producto o servicio. Este método ha revolucionado la dinámica del sector industrial permitiendo crear réplicas virtuales de objetos o procesos.

¿En qué consiste la Industria 4.0?

Para poder entender la industria 4.0, primero debemos estudiar de dónde procede, su evolución en el tiempo y cómo los avances tecnológicos han impactado en el mundo laboral a través de los años.

La primera revolución industrial surgió con el nacimiento de las máquinas que facilitaban el proceso en la agricultura. La segunda, fue debido a la industrialización de la electricidad, y permitió a las empresas producir a gran escala, cambiando para siempre los procesos industriales.

La tercera revolución industrial, fue originada por los ordenadores y dispositivos inteligentes, que hicieron posible automatizar procesos de logística de las empresas y agilizar la comunicación entre trabajadores.

Hoy en día, entramos en lo que se conoce como la Cuarta Revolución Industrial o la Industria 4.0. El crecimiento de las nuevas tecnologías que hace posible que las distintas máquinas de producción se comuniquen entre sí.

Esto permite que todo tipo de industrias y sectores productivos mejoren sus procesos, para que sean más eficientes, seguros y puedan incluso predecir las necesidades de su negocio en mejor medida, al mismo tiempo que se reducen los costos.

Objetivos de la Revolución 4.0

La Cuarta Revolución Industrial tiene como foco principal la innovación en los sistemas productivos, expandiendo la ventaja competitiva mediante una mayor excelencia operativa.

Esto se materializa con el uso de sensores e Internet de las Cosas (IoT) para la monitorización, conectividad de toda la cadena productiva e inteligencia artificial para automatizar procesos.

Las siglas de IoT, proceden del original en inglés Internet of things, de ahí ser conocido en español como Internet de las cosas. Se trata de una red de objetos físicos que tienen integrados componentes electrónicos, software, sensores y conectividad de red.

Pueden ser desde vehículos o electrodomésticos, hasta máquinas industriales.  Así mismo, esta conectividad permite recopilar e intercambiar datos a través de Internet. 

Muchas grandes empresas ya están implantando este tipo de tecnologías.

Algunos ejemplos son la automatización de procesos mediante inteligencia artificial, el mantenimiento predictivo para avanzarse a los fallos de las máquinas o la realidad virtual para formar a los trabajadores.

Tecnologías de la Cuarta Revolución Industrial

La Cuarta Revolución Industrial ya está muy presente en muchos sectores, pero en otros aún no se ha implantado este nuevo entorno digital. Conoce las tecnologías que la Cuarta Revolución Industrial traerá a tu negocio.

Internet of things (IoT)

El Internet of Things hará que muchos de los dispositivos de producción estén interconectados. Permitiendo la comunicación entre ellos y logrando, así, que se puedan tomar decisiones estratégicas al instante.

Blockchain

Esta tecnología permite a las empresas compartir información digital entre sus trabajadores. La información se encuentra protegida criptográficamente, y no se podrá modificar sin la aprobación de todos los miembros de la red, convirtiéndola en una tecnología transparente y muy segura. 

Robótica

Cada vez los robots son más avanzados e interactivos. Combinar el poder de un robot con la inteligencia humana puede aportar mucho valor a la cadena de suministros de tu empresa.

Realidad Virtual

La realidad virtual permite a ingenieros y diseñadores fabricar un producto en formato digital, sin tener que gastar tiempo y dinero en la fabricación de un producto físico.

Impresión 3D

La mayor funcionalidad de esta tecnología es que permite fabricar todo tipo de piezas utilizando distintos tipos de materiales, agilizando los procesos de producción y mantenimiento de las empresas.

Realidad Aumentada

Es la tecnología más joven de todas las mencionadas, pero es muy prometedora. Su capacidad de mezclar la realidad con lo virtual, abrirá un mundo de soluciones y posibilidades dentro del sector empresarial.

El Mantenimiento Predictivo

Para cualquier fabricante industrial que administre equipos y procesos complejos todos los días el mantenimiento es crucial. No se trata solo de administrar la empresa de manera eficiente y segura, sino también de cumplir o superar el resultado final del negocio.

El mantenimiento predictivo nos permite detectar los fallos en una fase temprana y, en muchos de los casos, antes incluso de que hayan llegado a manifestarse.

Ventajas del mantenimiento predictivo:

  • Reducción de los costes de mantenimiento.
  • Incremento de la disponibilidad de activos materiales.
  • Mejora de la calidad del producto.
  • Reducción de la inversión en equipamiento extendiendo el ciclo de vida de la maquinaria.
  • Aumento de la producción evitando paradas no programadas.
  • Creación de nuevos flujos de negocio, orientando el producto terminado hacia un tipo de software as a service (SaaS), el cual, consiste en un modelo en el que un proveedor externo aloja aplicaciones y las pone a disposición de los clientes a través de Internet.

Casos de uso habituales del mantenimiento predictivo:

  • Mantenimiento de la línea de producción.
  • Mantenimiento de la flota de vehículos y medios de transporte.
  • Gestión del entorno de producción y seguridad en el trabajo.
  • Apoyo al mantenimiento en planta.
  • Mantenimiento como servicio, tanto como un servicio añadido o enfocando el producto a un pago por uso.

Principales Características del Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo engloba todas las medidas de diagnóstico que realizamos para prever si una máquina va a fallar o no.

Mayor fiabilidad

Una de las principales ventajas de este mantenimiento es que es más confiable. Podremos saber si la máquina durará más o menos. De este modo, también podrás planificar ciclos de funcionamiento, y minimizar cualquier incertidumbre gracias a estas acciones.

Piezas de recambio más económicas

La planificación trae consigo la posibilidad de adquirir piezas de recambio más económicas, es decir, tendremos la opción de ahorrar costes cuando corresponda cambiar piezas o sistemas.

Aumento de la productividad

Es evidente que anticiparnos a los problemas que se pueden originar nos permite ser más productivos. La aplicación del mantenimiento predictivo permitirá que el rendimiento por hora sea mejor. Por ello, en grandes empresas o en maquinarias de gran capacidad, es la opción más recomendable.

Menores costes a largo plazo

Es verdad que los mantenimientos predictivos exigen una inversión alta. Sin embargo, posteriormente dedicaremos menos tiempo a las tareas de mantenimiento, por lo que se trata de una modalidad que conviene a largo plazo. De este modo, conseguiremos un ahorro de costes a medio y largo plazo.

Exige personal cualificado

Como sabemos, existen determinadas máquinas que poseen unos sistemas de funcionamiento complejo. Por lo tanto, si estás interesado en aplicar un mantenimiento predictivo deberás contar con personal cualificado, ya que es la manera de conseguir monitorizar los procesos y sacarles partido.

Estrategias de Mantenimiento Predictivo

Ayudan a determinar las condiciones de un equipo para predecir cuándo se deberá realizar el mantenimiento. De esta forma, el mantenimiento conlleva ahorros de costes en comparación con el mantenimiento preventivo rutinario, porque el mantenimiento solo se realiza cuando está justificado.

Así mismo, si trabajas en la fabricación, ya sabes que cuando se rompe la maquinaria se producen paradas y reparaciones costosas. Al implementar estrategias de mantenimiento predictivo, puedes realizar el mantenimiento del equipo antes de que se rompa, lo que ahorra tiempo de inactividad y costes.

Esto permite un mantenimiento óptimo de los activos y mejora aún más el rendimiento, la eficiencia, la calidad y la seguridad de una planta.

Mantenimiento Predictivo y sus Beneficios en la Industria

Las tecnologías de la Industria 4.0 han tenido un gran impacto en el mantenimiento predictivo, siendo uno de los desarrollos más transformadores e importantes que nos impulsan a la Cuarta Revolución Industrial.

Para comprender el mantenimiento predictivo, debemos entender dónde surge la necesidad de mantenimiento.

Como es evidente, toda la maquinaria y las piezas móviles se desgastan con el tiempo y tienen una vida útil determinada que eventualmente se descompone. Por tanto, si no prestamos suficiente atención al mantenimiento, las reparaciones posteriores pueden ser mucho más costosas y llevarnos mucho tiempo.

Por otro lado, es importante saber que la aplicación de IoT utilizada para la industria se llama Internet of Things Industrial (IIoT). Utilizando esta aplicación, toda la maquinaria y dispositivos dentro de una fábrica o en múltiples fábricas pueden conectarse entre sí en una sola red.

Además, el uso de las aplicaciones de IoT e IIoT, crea muchas nuevas oportunidades y avances que antes no eran posibles.

Algunos tipos de Mantenimiento Predictivo

Análisis por Parámetros Eléctricos

Es, probablemente, el más completo de todos. Mide los cambios en el comportamiento eléctrico de una máquina o instalación mediante sensores de alta precisión.

Debido a la gran sensibilidad de los parámetros eléctricos, este método es capaz de detectar desviaciones del comportamiento estándar en fases muy primarias. De esta forma, se facilitan las acciones de mantenimiento.

Por supuesto, su uso es adecuado para cualquier tipo de maquinaria o instalación conectada a la corriente eléctrica, sea grande o pequeña.

Análisis de Temperatura

Las termografías (análisis térmicos) son capaces de medir, a distancia, la radiación infrarroja emitida por los elementos de la instalación eléctrica. Esta es invisible al ojo humano. Un análisis de temperatura nos permite elaborar el mapa de calor de una instalación. 

Los puntos de calor pueden detectar diferentes sucesos tales como deterioros mecánicos, sobrecargas en puntos específicos, etc.

Para realizar un análisis con precisión, es necesario que se lleven a cabo inspecciones cualitativas y cuantitativas.

Este tipo de análisis está recomendado para:

  • Instalaciones y líneas eléctricas de alta y baja tensión.
  • Cuadros, conexiones, bornes, transformadores, fusibles y empalmes eléctricos.
  • Motores eléctricos, generadores, bobinados, etc.
  • Reductores, frenos, rodamientos, acoplamientos y embragues mecánicos.
  • Hornos, calderas e intercambiadores de calor.
  • Instalaciones de climatización.
  • Líneas de producción, corte, prensado, forja, tratamientos térmicos.

Análisis de Vibraciones

El análisis de vibraciones es la principal técnica para supervisar y diagnosticar la maquinaria rotativa e implantar un plan de mantenimiento predictivo.

Mide, a través de parámetros mecánicos, la vibración de la maquinaria. Una alteración en la vibración estándar de un equipo es consecuencia de sucesos como pérdidas de energía, desgaste y daños por fatiga de los materiales, entre otros.

Esta técnica es útil para máquinas rotatorias, en las que existe un elemento giratorio que produce la vibración. Hay que tener en cuenta que para su funcionamiento óptimo es necesario que exista un sensor en cada uno de los ejes de movimiento.

Las fallas que pueden detectarse en las máquinas mediante el análisis de vibración mecánica son:

  • Desbalanceo.
  • Desalineamiento.
  • Defecto de rodamientos y cojinetes.
  • Ejes torcidos.
  • Desajuste mecánico.
  • Defecto de transmisiones por correa.
  • Defectos de engranajes.
  • Problemas eléctricos.

Análisis de Motores Eléctricos de Inducción

En los últimos años se han desarrollado tecnologías que mediante la medida simultánea de corriente y tensión permiten el diagnóstico de motores AC.

Los análisis de vibraciones pueden complementarse con análisis de corriente y tensión de alimentación cuando se trata de diagnosticar motores eléctricos de inducción.

Los parámetros medidos son:

  • Corriente de Alimentación.
  • Tensión de línea.
  • Vibración.

Captación de Ultrasonidos

Se trata de una técnica de mantenimiento predictivo para la detección de fallos que pueden pasar desapercibidos si sólo utilizamos otras técnicas.

Existen numerosos fenómenos que van acompañados de emisión acústica por encima de las frecuencias del rango audible. Las características de estos fenómenos ultrasónicos hacen posible la utilización de detectores de ultrasonidos en los siguientes casos:

  • Detección de fugas de fluidos en conducciones, sistemas de aire comprimido, válvulas, etc.
  • Verificación de purgadores de vapor.
  • Inspección mecánica de rodamientos, reductoras, comprobaciones de alineación, etc.
  • Control y ayuda a la correcta lubricación.
  • Detección de fallos en máquinas alternativas como inspección de válvulas e impactos en componentes acoplados.
  • Inspecciones eléctricas en armarios eléctricos, transformadores, subestaciones, aisladores, líneas de alta tensión, etc. para el control de descargas eléctricas en corona, tracking y arco.
  • Ensayos de estanqueidad en vehículos, barcos, trenes, ‘salas limpias’, autoclaves, etc.
  • Verificación del funcionamiento de válvulas hidráulicas y neumáticas.
  • Comprobación del fenómeno de la cavitación.

Análisis de Lubricantes

Las técnicas de análisis de lubricantes son fundamentales para determinar el deterioro del lubricante, la entrada de contaminantes y la presencia de partículas de desgaste.

Actualmente existen equipos de taller para análisis de aceites que permiten montar un minilaboratorio de análisis rápido de aceites en la planta industrial, lo cual permite:

  • Obtener resultados inmediatos sobre los análisis.
  • Reducir el coste de análisis por muestra.
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