Soluciones como la Soldadura Aditiva, la simulación y el modelado por ordenador, la Inteligencia Artificial o la robótica colaborativa, entre otras, están cambiando la manera de trabajar en el entorno del metal. Eso sí, aunque se trata de uno de los sectores que más apuesta por este tipo de herramientas dentro del sector industrial, lo cierto es que le queda mucho camino por recorrer respecto a otros sectores, como el de automoción o el químico, que le llevan la delantera. ¿Qué hacer para mejorar esto? Por ejemplo, apostar por la implementación generalizada de la digitalización o prestar más atención a la ciberseguridad son dos de los aspectos en los que debe mejorar. En el siguiente artículo, hablamos de todo ello con varios expertos en la materia.

PREGUNTAS

    1. ¿En qué están influyendo las nuevas tecnologías en los procesos de fabricación de la industria del metal? ¿Cuáles son las principales ventajas de su uso?

    2. ¿Cuáles son las principales tendencias tecnológicas actuales?

    3. ¿Es el metal una industria pionera en el uso de este tipo de soluciones o, en cambio, hay otros sectores más avanzados? ¿En qué se puede mejorar?

    4. ¿Qué soluciones ofrece su compañía que se puedan aplicar al entorno del metal?

1. Las nuevas tecnologías están teniendo un impacto significativo en los procesos de fabricación de la industria del metal. Si nos centramos en el campo de la soldadura, podemos ver que, debido a la aparición de nuevos materiales, se han considerado otros procesos que no son los convencionales. Por ejemplo:

• Soldadura láser: la soldadura láser utiliza un rayo láser altamente enfocado para fundir el material y unir las piezas. Es preciso y rápido, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta precisión.
• Soldadura por fricción-agitación: esta tecnología utiliza fricción y agitación en lugar de calor para unir materiales.

Otras tecnologías relevantes son las cámaras de visión para inspección y como control de calidad en el proceso final. Facilitan la detección de errores en aplicaciones industriales.

Las principales ventajas de su uso son muy claras. Aumentan la productividad y reducen los costes, gracias a la automatización de procesos. Además, se ha empezado el tratamiento de nuevos materiales (más ligeros, dúctiles, …) que pueden aportar soluciones y resultados mejores.

2. -Soldadura aditiva: La impresión 3D ha revolucionado la forma en que se fabrican piezas metálicas. Esta tecnología permite la creación de componentes metálicos complejos y personalizados con una precisión y eficiencia sin precedentes. La fabricación aditiva también reduce el desperdicio de material y acorta los tiempos de producción. 

• Automatización y robótica: Los robots y sistemas de automatización desempeñan un papel clave en la industria del metal, desde la soldadura y el corte hasta el ensamblaje y la manipulación de materiales. Estos sistemas mejoran la eficiencia, la calidad y la seguridad en la fabricación.
• Internet de las cosas (IoT): La conectividad de los equipos y máquinas a través de sensores y la recopilación de datos en tiempo real permiten un monitoreo y control más precisos de los procesos de fabricación. Esto facilita la detección temprana de problemas y la optimización de la producción. KUKA ha desarrollado una plataforma basada en el Big Data, el iiQoT, que permite monitorizar, visualizar y eliminar errores de los robots.
• Inteligencia Artificial (IA): La IA se utiliza para el análisis de datos y la toma de decisiones en la producción. Los sistemas de IA pueden predecir fallos en maquinaria, optimizar el flujo de trabajo y mejorar la calidad del producto.
• Simulación y modelado: Las herramientas de simulación por computadora permiten a las empresas probar diseños y procesos antes de llevarlos a la producción real. Esto reduce costos y riesgos asociados con el desarrollo de nuevos productos o la implementación de cambios en la producción. Un ejemplo sería el simulador inteligente KUKA.sim.
• Realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR): Estas tecnologías se utilizan para capacitar a los trabajadores, permitiéndoles aprender y realizar tareas de manera más eficiente. También se utilizan para el diseño asistido por ordenador y la visualización de modelos 3D.
• AGV: vehículos autónomos diseñados para realizar tareas de transporte y movimiento de materiales en entornos industriales, almacenes, fábricas y otros lugares similares. Estos vehículos son controlados por sistemas de automatización y no requieren la intervención humana directa para llevar a cabo sus funciones. KUKA tiene una cartera de producto amplía, en la que destacan la gama KMP y la KMR.

3. Sí, ha sido una de las pioneras permitiendo mejoras significativas en la eficiencia de la producción, la calidad de los productos y la seguridad en el lugar de trabajo. Como toda industria siempre tiene en qué mejorar, y de bien seguro que en un futuro aparecerán cambios que la mejorarán. Hoy en día, se contemplan apariciones de nuevos metales y mejoras con nuevos procesos. Además, es muy importante que todos los fabricantes se coordinen para generar juntos el mejor producto.

4. KUKA es uno de los principales fabricantes mundiales de robots industriales y sistemas de soluciones automatizadas de fabricación. Una de las claves de nuestro éxito ha sido nuestra capacidad de adaptación al cambio y a las nuevas tecnologías. Dentro de la industria del metal, hemos desarrollado muchas aplicaciones y hemos creado una extensa cartera de producto para satisfacer las necesidades de los clientes. Entre ellas, destaco las siguientes:

• Robots especializados en fundición y forja y con diferentes capacidades de carga: Titan, KR Fortec, KR Agilus.
• Robots de soldadura al arco: La nueva gama Cybertech Edition permite una mayor precisión a la hora de soldar y conseguir una repetibilidad tanto en sus versiones de eje macizo como de brazo hueco. 

1. La influencia de las nuevas tecnologías en la industria del metal es significativa y está transformando radicalmente la forma en que se llevan a cabo los procesos de fabricación. La digitalización de los procesos de fabricación permite una mayor flexibilidad y agilidad en la producción. Las empresas pueden adaptarse rápidamente a cambios en la demanda y personalizar productos de manera más eficiente. La recopilación de datos de múltiples fuentes se ha vuelto más accesible. Las soluciones de Schneider Electric, por ejemplo, pueden integrar datos de producción, energía y mantenimiento en una plataforma unificada, lo que permite un análisis avanzado para la toma de decisiones informadas. Las tecnologías avanzadas también están ayudando a la industria del metal a reducir su huella ambiental. Esto se logra mediante el monitoreo y la optimización de los recursos energéticos, la gestión de residuos y la implementación de prácticas más sostenibles en toda la cadena de valor. Las principales ventajas de utilizar estas tecnologías en la industria del metal incluyen:

• Mejora de la eficiencia operativa: La automatización y la digitalización de procesos conducen a una mayor eficiencia en la producción y una reducción de los tiempos de inactividad.
• Reducción de costes: El mantenimiento predictivo y la optimización de la energía permiten reducir los costos operativos.
• Mayor calidad del producto: La monitorización en tiempo real y el control de procesos mejoran la consistencia y calidad de los productos fabricados.
• Mayor seguridad: La digitalización y la automatización pueden ayudar a reducir los riesgos laborales al minimizar la exposición de los trabajadores a entornos peligrosos.
• Mayor sostenibilidad: La gestión eficiente de recursos, como la energía y el agua, y la reducción de residuos contribuyen a un enfoque más sostenible de la fabricación de metales.
   

2. A raíz de la proliferación de arquitecturas IIoT y la dificultad de resolverlas con estándares más tradicionales, surge la necesidad de una automatización universal basada en soluciones de software de automatización ‘plug-and-produce’ conforme a la norma IEC61499, que resuelven problemas específicos de los clientes de forma probada y validada. La automatización universal mediante estándares abiertos impulsa la innovación, la eficiencia, la resiliencia, la productividad, la agilidad y la sostenibilidad. Ofrece la agilidad necesaria para cambiar rápidamente las operaciones a medida que fluctúan las demandas del mercado y permite aprovechar nuevas oportunidades de negocio. 

Múltiples aplicaciones del IIoT

Las nuevas herramientas y tecnologías de la industria están creando eficiencias y capacidades con las que sólo podíamos soñar hace una década. Big data, robótica, machine learning, inteligencia artificial, realidad aumentada, impresión 3D, análisis predictivo... todas están convergiendo y aportan más control y supervisión, con el que incluso se puede crear un gemelo digital de un sistema de fabricación o de la fábrica al completo. 

3. La industria del metal ha sido un campo pionero en la adopción de muchas de las soluciones tecnológicas mencionadas, especialmente en lo que respecta a la automatización y la mejora de la eficiencia operativa. Sin embargo, no es necesariamente la más avanzada en términos de tecnología en comparación con otros sectores. La adopción de tecnologías varía según la región, el tamaño de la empresa y la especialización en productos metálicos. Otros sectores, como la industria automotriz, la industria química y la industria electrónica, han estado a la vanguardia en la implementación de tecnologías avanzadas debido a sus requisitos específicos y sus demandas de precisión y calidad. Estos sectores han utilizado ampliamente la robótica avanzada, la automatización de procesos, la inteligencia artificial y la fabricación aditiva (impresión 3D) para mejorar sus operaciones.

En cuanto a cómo la industria del metal puede mejorar, aquí hay algunas áreas clave:

• Interconexión y estandarización: asegurar la interoperabilidad y la estandarización de sistemas y datos es un desafío clave. La integración de tecnologías y sistemas a menudo puede ser complicada, y la estandarización facilitaría la adopción y el intercambio de datos entre diferentes actores en la cadena de suministro.
• Ciberseguridad: a medida que más sistemas se vuelven digitales e interconectados, la ciberseguridad se vuelve crucial. La industria del metal debe seguir mejorando sus medidas de seguridad para protegerse contra posibles amenazas cibernéticas.
• Formación y capacitación: la capacitación de trabajadores en tecnologías avanzadas es esencial para aprovechar al máximo estas soluciones. Las empresas deben invertir en la formación de su personal para asegurarse de que estén preparados para operar y mantener estas tecnologías de manera efectiva.
• Sostenibilidad: la industria del metal puede seguir mejorando en términos de sostenibilidad, mediante la adopción de tecnologías que reduzcan aún más el consumo de recursos naturales y la huella ambiental.

4. Schneider Electric ofrece una amplia gama de soluciones que se pueden aplicar al entorno de la industria del metal para mejorar la eficiencia, la productividad y la sostenibilidad. Algunas de las soluciones clave son:
 

• Automatización y Control Industrial: Schneider Electric ofrece sistemas de control y automatización industrial que permiten supervisar y controlar de manera eficiente los procesos de fabricación de metales. Esto incluye controladores lógicos programables (PLC), sistemas de supervisión y control (SCADA), y soluciones de control de movimiento.
• Gestión de Energía: La gestión de la energía es fundamental en la industria del metal. Schneider Electric proporciona soluciones para medir, supervisar y optimizar el consumo de energía, lo que permite reducir costos y mejorar la eficiencia energética.
• Internet de las Cosas Industrial (IIoT): Con la plataforma EcoStruxure de Schneider Electric, las empresas pueden implementar soluciones de IIoT para recopilar datos en tiempo real de sus equipos y procesos. Esto permite el mantenimiento predictivo y la toma de decisiones basadas en datos.
• Digitalización de Procesos: Schneider Electric ofrece soluciones para la digitalización de procesos, lo que permite la integración de datos de producción, energía y mantenimiento en una plataforma unificada. Esto proporciona visibilidad completa de las operaciones y facilita la toma de decisiones informadas.
• Soluciones de Energía Sostenible: Schneider Electric ayuda a las empresas de la industria del metal a reducir su huella ambiental al proporcionar soluciones de energía sostenible, como sistemas de gestión de energía renovable, almacenamiento de energía y soluciones para la eficiencia energética.
• Automatización Robótica: Schneider Electric ofrece soluciones de automatización robótica que pueden mejorar la productividad y la calidad en la fabricación de metales mediante la integración de robots en los procesos de producción.
• Ciberseguridad Industrial: Para proteger las operaciones críticas en la industria del metal, Schneider Electric proporciona soluciones de ciberseguridad industrial que ayudan a proteger los sistemas y datos contra amenazas cibernéticas.
• Formación y Servicios: Schneider Electric ofrece servicios de formación y consultoría para ayudar a las empresas a implementar y aprovechar al máximo estas soluciones tecnológicas.

Estas soluciones de Schneider Electric están diseñadas para abordar los desafíos específicos de la industria del metal y ayudar a las empresas a mejorar su eficiencia, competitividad y sostenibilidad en un entorno industrial en constante cambio.

1. Las nuevas tecnologías están influyendo a dos niveles en la industria. A nivel de automatización de procesos y de sistemas de gestión. En el primer nivel, la utilización de la sensórica y las nuevas tecnologías de robotización, que han visto reducido su coste muy significativamente, suponen un cambio muy relevante. Un ejemplo de esto puede ser la monitorización de los consumos de energía en la planta. La posibilidad de monitorizar los consumos de energía en tiempo real permite mejorar los consumos y dar un paso adelante en la descarbonización.

En el plano de los sistemas de gestión, el aspecto más relevante es el relativo a los sistemas de planificación. Hoy es posible implantar un planificador / secuenciador de planta que permita integrar todos los parámetros de optimización en la generación de los planes. Un segundo aspecto muy relevante es la utilización de la Analítica para lograr la optimización de fundamentalmente la eficiencia (disponibilidad, rendimiento de operación y calidad) y la posibilidad de optimizar los parámetros de proceso para lograr procesos optimizados.  

2. Además de los aspectos comentados en el punto anterior, creo que la tendencia que emerge de manera más fuerte en este momento es la de la descarbonización. La utilización de la sensórica y la inteligencia artificial ya permite realizar una gran oportunidad de mejora en el camino hacia la optimización de los consumos de energía.

3. El sector del metal es uno de los pioneros tradicionales en el mundo industrial. La maquinaria de proceso es, sin duda, de los más avanzados entre los distintos sectores. Sin embargo, la gestión de las plantas en muchos casos está algo retrasada. Existe una oportunidad muy clara en la gestión, sea a través de sistemas de planificación / secuenciación, gestión de planta (MES) o aplicación de la analítica. Conseguir que se integre la gestión de las máquinas, para optimizar el conjunto del flujo, es una gran oportunidad en el sector.

4. Desde aggity, podemos aportar soluciones para tres aspectos:

• Planificación de fábrica, con nuestro planificador / Secuenciador, Planet Together. Con esta herramienta podemos conseguir planes optimizados de la producción lo que, en organizaciones con fabricación por lotes, es una herramienta clave.
• Gestión de la producción con nuestra solución Opera MES, que permite integrar toda la gestión desde la ejecución, flujo de materiales, calidad y mantenimiento. Nuestras implantaciones están siempre orientadas a capturar los datos para almacenarlos para ponerlos a disposición de los sistemas de analítica.
• Aplicaciones personalizadas de la analítica, a los procesos industriales desde soluciones de mejora de calidad, planificación y eficiencia en la planta industrial.

1. Las nuevas tecnologías están teniendo un impacto significativo en los procesos de fabricación de la industria del metal. Estas innovaciones están transformando la forma en que se diseñan, producen y gestionan los productos metálicos, aportando numerosas ventajas a las empresas de este sector. Ventajas en términos de eficiencia, calidad, personalización, seguridad, reducción de costes, sostenibilidad y competitividad. Aquellas empresas que adopten y aprovechen estas tecnologías estarán mejor posicionadas para prosperar en un entorno empresarial en constante evolución.

2. Las principales tendencias tecnológicas en la industria del metal están impulsando una revolución sin precedentes, entre ellas, destacan: 

• La fabricación aditiva avanzada: la impresión 3D y otras técnicas de fabricación aditiva están transformando la producción de componentes metálicos. Una tecnología que permite la creación de estructuras y geometrías complejas con mayor eficiencia y precisión, lo que reduce los desperdicios y acelera la prototipación y la producción en serie.
• Internet de las cosas (IoT): la adopción de sensores y dispositivos conectados está permitiendo el monitoreo en tiempo real de las máquinas y equipos de producción en la industria del metal. Lo que conduce al mantenimiento predictivo, a la optimización de la producción y a una mayor eficiencia operativa.
• La robótica colaborativa: los robots colaborativos, también conocidos como cobots, están siendo utilizados en fábricas de metal para trabajar junto a los empleados humanos. Estos robots son más seguros y flexibles, y pueden realizar tareas de montaje, soldadura y manipulación de materiales, lo que aumenta la productividad y reduce el riesgo laboral.
• La Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático: los algoritmos de IA y aprendizaje automático se aplican para optimizar los procesos de fabricación, mejorar la calidad del producto y predecir fallos en equipos y maquinaria. Así se permite una producción más eficiente y una toma de decisiones más precisa.
• Sostenibilidad: las tecnologías que permiten la reducción de desperdicios, el reciclaje de materiales metálicos y la eficiencia energética están en auge. La búsqueda de materiales más ecológicos y procesos de producción menos contaminantes es una tendencia creciente.
• Realidad aumentada (RA) y realidad virtual (RV): la RA y la RV se utilizan para entrenar a los operadores, diseñar productos y llevar a cabo inspecciones de calidad de manera más eficiente. Estas tecnologías mejoran la visualización de datos y modelos 3D, lo que facilita la toma de decisiones y la formación de los trabajadores.
• Gemelos virtuales: a diferencia de un prototipo de gemelo digital que se centra en un objeto estático concreto, las experiencias de gemelo virtual permiten visualizar, modelar y simular todo el entorno de una experiencia sofisticada. Facilitan la innovación empresarial sostenible a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Una experiencia de gemelo virtual comienza con el diseño de un modelo 3D enriquecido con datos que representa la forma, las dimensiones y las propiedades de un producto o sistema físico. Se realizan simulaciones en ese modelo virtual para explorar cómo se comportará el producto cuando se ensamble, funcione o se someta a una serie de eventos. El número de pruebas sólo está limitado por la imaginación. Las pruebas ayudan a optimizar y validar el diseño, los materiales y los procesos de producción, y como todo ello se hace virtualmente, hace que todo el ciclo de vida sea más sostenible.
• Automatización de la cadena de suministro: la automatización de la cadena de suministro, incluida la gestión de inventario y la logística, está ganando importancia. Esto garantiza un flujo de materiales más fluido y una entrega oportuna de productos, lo que mejora la eficiencia global de la cadena de valor.

3. La industria del metal ha estado adoptando gradualmente soluciones tecnológicas avanzadas en los últimos años, pero en comparación con otros sectores, no se puede considerar pionera en su implementación. Mientras que sectores como la electrónica, la informática y la industria aeroespacial han liderado la adopción de tecnologías avanzadas debido a la naturaleza altamente tecnológica de sus productos y procesos, la industria del metal ha enfrentado desafíos específicos en su camino hacia la digitalización y la automatización completa. Ha experimentado una transformación significativa en los últimos años y está acelerando su adopción de soluciones tecnológicas debido a la creciente demanda de productos metálicos de alta calidad y personalizados, así como a la necesidad de mejorar la eficiencia operativa y la sostenibilidad. 

La industria del metal puede mejorar en varios aspectos, entre los que destacamos tener más prácticas sostenibles, incluida la reducción de emisiones de carbono y el uso de materias primas más eco amigables. Apostar por la implementación generalizada de la digitalización, la automatización y la ciberseguridad para aumentar la eficiencia y la competitividad. Otra de las mejoras importantes para el sector sería la inversión en la capacitación y el desarrollo de habilidades de los trabajadores para que puedan aprovechar al máximo las nuevas herramientas y sistemas. Además, mejorar la gestión de la cadena de suministro puede ayudar a reducir costos y garantizar la disponibilidad de materias primas y componentes clave. Todos estos avances pueden ayudar a las empresas a mantenerse competitivas en un entorno empresarial en constante cambio y a enfrentar los desafíos futuros.

4. Dassault Systèmes ofrece una amplia gama de soluciones tecnológicas diseñadas específicamente para la industria del metal que ayudan a las empresas a mejorar la calidad, la eficiencia y la innovación en sus procesos de fabricación de metal. El buque insignia de la compañía es la Plataforma 3DEXPERIENCE, una plataforma empresarial y de innovación que proporciona a las organizaciones una visión holística en tiempo real de su ecosistema y actividad empresariales. Conecta a personas, ideas, datos y soluciones en un solo entorno de colaboración, lo que permite a las empresas, ya sean empresas emergentes o consolidadas, innovar, producir y comercializar de formas nunca antes vistas. Las soluciones y aplicaciones abarcan desde el diseño y la simulación hasta la gestión del ciclo de vida del producto y la colaboración en la nube. La plataforma actúa como una única fuente de información para fijar los procesos basados en resultados y capturar todas las actividades en un solo lugar. Conecta de forma segura a personas, equipos, departamentos y colaboradores externos que trabajan conjuntamente para transformar ideas en experiencias, productos y servicios innovadores.

1. Las nuevas tecnologías están influyendo de forma significativa en los procesos de fabricación de la industria del metal, provocando una revolución en la forma en que las empresas producen sus productos. Las principales ventajas de estas tecnologías en la industria del metal incluyen un aumento de la eficiencia operativa, reducción de costes, mayor calidad y precisión en la producción, capacidad de personalización de productos, reducción de tiempos de inactividad y una respuesta más rápida a las demandas del mercado.

2. Una de las principales tendencias tecnologías de este año es sin duda la Inteligencia Artificial (IA), ya que ha supuesto una auténtica revolución mejorando la automatización de tareas cada vez más complejas, optimización de recursos y un largo etcétera de mejoras importantes. También destacaría el Big data, un pilar esencial para la Industria 4.0, la realidad aumentada, que está siendo utilizada para aumentar la experiencia del usuario, la tecnología 5G, etc.

3. Aunque la industria del metal ha adoptado muchas tecnologías avanzadas, no es pionera en comparación con algunos otros sectores, como la industria automotriz y la de la salud, que han invertido en las nuevas tecnologías. En los últimos años ha avanzado mucho en automatización y eficiencia.

La industria del metal puede seguir mejorando en varios aspectos como el control y la mejora de procesos y procedimientos, el mantenimiento predictivo, la analítica de dato avanzada, aumentar el nivel de digitalización de sus procesos, reforzar la ciberseguridad, etc.

4. En Overtel, ofrecemos dos soluciones para industria. La primera es INEXION, nuestro sistema MES/MOM de alto rendimiento que permite un control total sobre la producción garantizando la calidad y la eficiencia. La segunda es RPS NEXT, un sistema ERP desarrollado por Ibermática by Ayesa company enfocado en el sector industrial para la optimización de la gestión de todos los recursos empresariales.

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Este artículo aparece publicado en el nº 5 de Metales&Máquinas págs. 40 a 46.