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La gestión de la energía para una fábrica sostenible

Los fabricantes apuestan por la digitalización para alcanzar un nuevo nivel de producción inteligente y gestión energética eficiente: Siemens

La sostenibilidad es fundamental para los motores manufactureros del mundo que consumen mucha energía. Los precios de la energía están aumentando, lo cual convierte a esto en una urgencia, ya que está obligando a muchas fábricas regionales a reducir la producción o incluso a cerrar. Ahora más que nunca, los fabricantes de todo el mundo están decididos a abordar esta cuestión crítica, lo que ha ejercido presión tanto en la industria de la maquinaria industrial como en las operaciones de las fábricas para ofrecer de forma agresiva capacidades para una fábrica más sostenible que cumpla estas directivas energéticas urgentes.

La ruta más eficaz hacia un proceso, un entorno y unos productos sostenibles es adoptar la digitalización. Con una estrategia de digitalización integral, ahora es posible diseñar, desarrollar e implantar máquinas inteligentes y optimizar las operaciones de la fábrica para lograr el objetivo final de cero ratos de inactividad, cero daños y cero residuos.

Digitalización para lograr un rendimiento y una sostenibilidad óptimos

Los fabricantes apuestan por la digitalización para alcanzar un nuevo nivel de fabricación inteligente. La digitalización ofrece más datos y a su vez, son mejores. Esto es clave para impulsar la eficiencia operativa y lograr una serie de beneficios: alta disponibilidad, máxima utilización de la fábrica y gestión en tiempo real de las cadenas de suministro. El hecho de que la digitalización permite a los fabricantes controlar y reducir el consumo de energía a corto plazo, al tiempo que conduce a una mayor sostenibilidad en general y al ansiado triple cero de la fabricación tiene la misma importancia.

Para mejorar el uso de la energía y la sostenibilidad se requiere un profundo conocimiento de las operaciones.  Si se puede medir, se puede optimizar.  En mi función como vicepresidente de maquinaria industrial en Siemens Digital Industries Software, hablo constantemente con fabricantes y con el tiempo he observado que hay 3 pasos para implementar la digitalización de forma eficaz:

  1. IT/OT fusion para obtener información práctica— El paso inicial consiste en recopilar datos ricos y útiles generados por la tecnología de operaciones (OT) de la fábrica.  El objetivo es acumular información suficiente para descubrir información procesable. Los datos se recopilan a través de una amplia variedad de tecnologías de detección física, incluidos controladores lógicos programables (PLC), sensores y medidores, dispositivos IoT, etc. A continuación, las IT se utilizan para almacenar, recuperar, procesar, analizar y recomendar acciones sobre los datos digitales extraídos de OT.  Es importante identificar con antelación indicadores clave como la huella de carbono, el rendimiento y la rentabilidad, de modo que se recopilen y analicen los datos adecuados. Más allá de lo que sucede en la fábrica, es fundamental tener un conocimiento claro del ecosistema de proveedores. Esto no sólo permite conocer los costes, los plazos y las posibles interrupciones, sino también medir la intensidad de carbono y la utilización de recursos en toda la cadena de valor. Se necesita un ecosistema industrial conectado, desde los proveedores y distribuidores hasta los productores de energía, para identificar nuevas oportunidades de asociación y crecimiento conjunto sostenible.
  2. Fabricación en bucle cerrado para la mejora continua— Una vez que se dispone de todos los datos pertinentes de forma continua, es posible crear un bucle de retroalimentación conectado. Esto puede utilizarse para perfeccionar continuamente el coste, el tiempo y la calidad del proceso de fabricación, minimizando al mismo tiempo el consumo de energía. En pocas palabras, se estrecha la alineación del producto planificado con el producto construido y utilizado en un proceso continuo e iterativo. Los equipos de ingeniería pueden recibir información puntual sobre la fabricación para agilizar la resolución de problemas y garantizar una fabricación óptima que conduzca eficazmente al objetivo de cero tiempos de inactividad. Al mismo tiempo, las operaciones pueden perfeccionarse continuamente para lograr el uso más eficiente de la energía. Esto requiere vincular los datos energéticos y de producción para ajustar el consumo de energía de máquinas específicas, así como la productividad energética de toda la planta para impulsar la innovación industrial sostenible.
  3. Fabricación en bucle cerrado para la mayor sostenibilidad— Con la mejora continua de la fabricación, ahora es posible perseguir una calidad óptima del producto que incluya objetivos de sostenibilidad a largo plazo, como el de cero residuos. La calidad de ciclo cerrado garantiza una visibilidad completa de las métricas relacionadas con la calidad, desde la planificación hasta la entrega de la calidad del producto terminado. Las organizaciones que establecen procesos de calidad de ciclo cerrado alcanzan una tasa media de conformidad del producto del 99%, con un rendimiento mayoritario que oscila entre el 97% y el 100%. Esto significa casi cero residuos sin comprometer el rendimiento o la sostenibilidad del producto.
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Gemelo digital para fábricas energéticamente eficientes

Este enfoque de la digitalización en tres pasos, una vez implantado, da soporte a un gemelo digital completo del entorno de fabricación. Se trata de un cambio de juego fundamental para los fabricantes que se preparan para el futuro. El gemelo digital es una réplica virtual y digital de los objetos físicos de toda una máquina, de todo el sistema de fabricación o de todo el taller en un entorno digital.

La convergencia de IT y OT proporciona datos continuos a tiempo real para aumentar la fidelidad de la versión digital completa de la fábrica a lo largo del tiempo. Esto significa que mientras la fábrica funciona, el gemelo digital proporciona una simulación físicamente precisa que combina los mundos virtual y físico.

El gemelo digital integral es la base para mejorar las operaciones mediante la simulación utilizando el modelo digital. Esto incluye la optimización de las operaciones, la predicción del mantenimiento, lo que permite una puesta en marcha más eficiente, mejores cambios y cambios más rápidos de la línea de producción.

Además, el gemelo digital puede utilizarse para simular y mejorar la eficiencia energética de las trayectorias de las herramientas de las máquinas individuales, de toda la línea de fabricación e incluso del movimiento de materiales en la fábrica basándose en datos reales. El resultado es un menor consumo de energía sin sacrificar los objetivos de calidad o rendimiento de la producción.

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La eficiencia energética hoy para un futuro más sostenible La digitalización es el mejor camino para reducir el consumo de energía en la fabricación actual, mientras que se persiguen objetivos de sostenibilidad a largo plazo. El resultado inmediato es un menor consumo de energía gracias al aumento de la eficiencia de las máquinas y la aproximación al objetivo de cero tiempos de inactividad, cero daños y cero residuos. Con el tiempo, sin embargo, es donde se cosechan las verdaderas recompensas. El gemelo digital para optimizar las operaciones y la calidad del producto, combinado con un sólido ecosistema industrial conectado, conducirá a un futuro duradero y sostenible.

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