Redacción Alabrent
La industria 4.0, llamada también industria conectada o inteligente, está considerada la cuarta revolución industrial, un modelo que algunos expertos califican como la consecuencia de la segunda revolución, caracterizada por la producción en masa, y la tercera, con la irrupción de la informática e Internet ¿El resultado?: sistemas híbridos que integran el mundo físico y el virtual, con las nuevas tecnologías como base para la progresiva automatización del proceso productivo.El concepto de industria 4.0, del que se habló por primera vez en 2011 en Alemania, se basa en el desarrollo de las tecnologías digitales en las fábricas con el objetivo de crear plantas de producción "inteligentes" para conseguir procesos productivos más eficientes, flexibles, con una mejor asignación de recursos y adaptados a las necesidades del cliente. Hablar de industria 4.0 es hacerlo de un producto conectado en una cadena de valor totalmente integrada, con unos claros beneficios no sólo para la industria, sino también para los clientes y, por extensión, para la sociedad y el medio ambiente.
El sector del packaging no vive ajeno a este nuevo paradigma. Según un informe de la consultora McKinsey, la industria del envase y el embalaje es una de las pioneras en transformación digital y automatización, superada sólo por el sector electrónico.
Flexibilidad y automatización en las máquinas de packaging
En esta línea, el ingeniero y miembro de la Comisión Industria 4.0, Xavier Pi, considera que el packaging tiene algunas particularidades. Para Pi, "las técnicas de control de movimientos y de automatización que se están desarrollando, así como el uso avanzado del modelado digital del producto antes de entrar en producción y el empleo de la visión artificial son algunos de los factores que generan sinergias entre el mundo de los envases y esta nueva revolución industrial".
El responsable de Motion Control Business Development de Schneider Electric, Pere Garriga, asegura que "estas máquinas deben ser cada vez más flexibles, más precisas, más rápidas y más fáciles de operar y mantener". "La mecatrónica, una disciplina que aúna ingeniería mecánica, electrónica e informática, transforma los movimientos que antes se hacían mecánicamente en movimientos electrónicos mediante servomotores controlados por los PAC (Programable Automotion Controller) y esto da como resultado máquinas menos rígidas y más flexibles" prosigue Garriga, quien además considera que "esta flexibilidad es especialmente importante en el mundo del packaging, donde los cambios de formato son tan habituales". Schneider Electric, empresa líder europea en procesos de automatización de máquinas de packaging, proporciona las soluciones para esta automatización con uno de los sistemas con mayor capacidad para controlar más servomotores, los músculos de la máquina.
Ventajas visibles en toda la cadena de valor
Garriga destaca que "la incorporación de sistemas de automatización y digitalización en una planta industrial comporta un ahorro de costes, una mayor producción con los mismos recursos, una anticipación ante posibles averías y una trazabilidad del producto en todo momento, conduciendo todo ello a unos mayores beneficios".
En cuanto a reducción de costes, se empieza por una reducción del espacio destinado a la máquina, ya que gracias a la mecatrónica se consiguen máquinas más pequeñas –las Smart Machines-, hecho que contribuye a una reducción de las dimensiones de la fábrica. A su vez, los sistemas de regulación y control ofrecen más prestaciones por un coste menor, mientras que los servicios en la nube facilitan la reducción de stocks de materia prima, mejorando también la eficiencia energética. Por otra parte, el disponer en tiempo real de información de cada máquina permite conocer su grado de eficiencia, y si alguna está rindiendo por debajo de sus posibilidades se puede detectar y solucionar, hecho que conlleva una mejora en la producción. La importancia de la predictividad reside en el hecho de avanzarse a la avería antes de que suceda, evitando de esta manera una parada repentina de una máquina que puede suponer detener la producción horas o incluso días.
Por último, con la industria 4.0 es posible la trazabilidad total de un producto, desde que se fabrica hasta que lo compra el consumidor final, gracias a la información que el data analitics aporta de todas las máquinas conectadas, aspecto especialmente importante en la industria farmacéutica y de la alimentación y bebidas.
Por su parte, Pi también añade unos beneficios que van más allá de los cuantitativos. Para la Comisión 4.0 de la que forma parte, el desarrollo de la cuarta revolución industrial también conllevará mejoras cualitativas. "Liberar de trabajos ingratos, por su carácter repetitivo y automático, reducir las jornadas laborales y aumentar la calidad de vida son factores que tenemos muy presentes cuando pensamos en los beneficios que comporta esta industria, no solo en términos económicos", puntualiza el especialista.
Grandes retos para un futuro apasionante
Aunque parezca una película de ciencia ficción, puede estar más cerca de lo que parece: máquinas inteligentes capaces de hacer cambios y ajustes de sus parámetros de funcionamiento sin la intervención de un operador mientas que una sola persona, desde una sala de control central, supervisa todas las líneas de producción distribuidas por los cinco continentes. Sin embargo, el hecho de que no aparezca una persona en esta foto imaginaria no quiere decir que no haga falta un equipo para llegar hasta aquí, para diseñar el proceso, para ponerlo en marcha, para controlarlo remotamente y para revisarlo. Precisamente esta situación enlaza con uno de los retos que plantea esta industria en un futuro no muy lejano: la aparición de nuevos perfiles profesionales y la necesidad de adaptación de los trabajadores actuales a un entorno altamente automatizado y digitalizado.
Reflexionando acerca de los retos, Pere Garriga considera que "la ciberseguridad de los datos y los sistemas conectados es uno de los retos de esta revolución industrial, tanto a nivel de máquina como en los datos almacenados en la nube". Por su parte, Xavier Pi hace referencia al informe de PWC Industry 4.0: Building the digital enterprise y destaca que "actualmente están surgiendo tantos proyectos y de forma tan rápida que es difícil tener una visión clara de las nuevas operaciones". Por este motivo, y para paliar la falta de referentes concretos en esta industria, la comisión celebra anualmente los Premios Industria 4.0, con el objetivo de dar a conocer los casos más representativos y compartir conocimiento. En paralelo, su portavoz también incide en la importancia de las ferias del sector, que para él se están convirtiendo en un espectáculo de casos y un escaparate de nuevas ideas y aplicaciones. Hispack, como salón referente para el packaging, el proceso y la logística, en el que convergen la innovación, la industria y el mercado, será testigo y parte activa de los cambios que se están produciendo.
Una revolución que ya está aquí
El Packaging Cluster presentó a lo largo de 2016 varios proyectos de innovación que pivotaban alrededor de la industria 4.0 y la sostenibilidad. Uno de ellos fue el realizado por los socios del clúster Tai Smart Factory y Font Packaging, centrado en el proceso de digitalización e interconexión llevado a cabo en la planta productiva del fabricante de cartón ondulado con el objetivo de eliminar sobreproducciones, tiempos de espera y paradas de máquinas y mejorar la productividad y eficiencia.
Otro de los casos presentados por el clúster fue el de Comexi Cloud, un revolucionario software para analizar la producción, controlar mejor el proceso de fabricación, mejorar la seguridad del proceso, asegurar la trazabilidad y ayudar a los clientes a comprender los datos y los procesos de sus plantas.
El sello del packaging en la Industria 4.0
El PackML (Packaging Machine Language), definido en 2015 como estándar ISA-TR88.00.02-2015 para facilitar la interoperabilidad y reducir los tiempos de desarrollo, pruebas y puesta en marcha, tiene por origen las máquinas para packaging, pero es lo suficiente flexible y abierto para ser aplicado a máquinas en general, lo que revela la influencia transversal del sector del packaging sobre otros sectores.
La combinación del PackML, que juega un papel similar al de un sistema operativo para las máquinas, con otros estándares como OPC-UA, el protocolo de internet para el ámbito industrial, garantiza la compatibilidad y seguridad en las comunicaciones, elementos básicos para la implementación de la Industria 4.0 y que ya son una realidad.
Industria tradicional vs Industria 4.0
Como experto en desarrollo de negocio Motion de Schneider Electric, Pere Garriga expone tres ejemplos de casos prácticos en los que se aprecia claramente la diferencia entre máquinas conectadas y las que no lo están:
1. Una envasadora horizontal funciona con un rendimiento muy bajo porque el operador no ha ajustado correctamente algún parámetro de la máquina, y lo ajusta a base de ir retocando el valor. Si la máquina no está conectada la situación pasa desapercibida. Con la máquina conectada se detecta rápidamente la incidencia y se puede indicar al operador cómo proceder.
2. En una máquina embotelladora hay un motor que cada vez tiene que hacer más fuerza debido a restos acumulados de trozos de vidrio de piezas que se han ido rompiendo. En la máquina no conectada nadie es consciente de este problema. Con la máquina conectada y gracias al servicio de Machine learning lo sabremos al momento y actuaremos inmediatamente, evitando riesgos mayores.
3. Una máquina encajadora está parada por falta de cartón. Nadie conoce el consumo real de cartón y de vez en cuando se rompe el stock. Con la máquina conectada podemos saber en todo momento su consumo y evitar roturas de stock o almacenamientos y costes innecesarios.
