Digitalización automotriz: es hora de cambiar el enfoque hacia los entornos inteligentes

Escrito por Frost & Sullivan

 

Automotive Digitization Whitepaper Cover

 

INTRODUCCIÓN AL INTERNET DE LAS COSAS (IOT, por sus siglas en inglés)

Estamos en medio de la cuarta revolución industrial conocida como Industria 4.0. Habilitadas por el Internet Industrial de las cosas (IIoT) e impulsadas por fábricas inteligentes, las industrias están adoptando nuevas tecnologías para aumentar las capacidades de producción y lograr considerables ahorros en los costos. Frost & Sullivan proyecta las implicaciones financieras de las fábricas inteligentes en $150 mil millones de dólares para los fabricantes de automóviles en un plazo de solo tres a cinco años. Al darse cuenta del poder de aprovechar los nuevos avances, específicamente en la tecnología industrial de LED y sensores, los fabricantes han comenzado a transformar sus fábricas automatizadas e independientes en espacios flexibles totalmente conectados.

 

Las fábricas inteligentes son la culminación de muchas tecnologías disruptivas, las redes de sensores inalámbricas, la conectividad máquina a máquina, la comunicación basada en IP, el mantenimiento predictivo, la logística conectada, la fabricación aditiva, la robótica industrial, la administración de energía inteligente, los techos digitales y los drones, por ejemplo. Estos avances respaldan las mejoras de los procesos, reducen el consumo de energía, brindan la capacidad de refinar los costos del producto y permiten acelerar el tiempo de comercialización. La integración de estas nuevas tecnologías transforma la fábrica en un entorno inteligente. Las fábricas inteligentes brindan a la administración la información y las herramientas para medir el desempeño correctamente, priorizar la forma en que compiten y orientar las decisiones de inversión.

 

Anexo 1: Tecnologías y componentes clave de una fábrica digital, Global, 2018

 

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La comunicación máquina a máquina en un sistema centralizado hace que este ecosistema funcione. Los procesos de producción se vuelven más eficientes al integrar datos de activos físicos, operativos y humanos en todo el sistema. El monitoreo de datos en tiempo real permite a los operadores de la planta ser más proactivos con el mantenimiento predictivo, lo que puede reducir los costos y evitar desconexiones imprevistas. Esto es particularmente importante porque las desconexiones en las plantas causan que los fabricantes de automóviles sufran importantes reveses financieros con una tasa estimada de $20,000 dólares por minuto (Fuente: HP 2018). Los sistemas de rastreo de inventario y los sistemas de gestión de energía son más eficientes que nunca. La generación y el uso de datos finalmente determinan la madurez de un fabricante, permitiendo diferenciarlo de la competencia.

 

Las fábricas inteligentes aumentan la productividad del trabajo, la eficiencia del proceso y la priorización de tareas para generar ahorros en los costos. Los procesos de automatización inteligente transfieren la responsabilidad del humano a la máquina, minimizando el tiempo de respuesta y la posibilidad de errores humanos. La gestión de la calidad, la optimización de tareas y la productividad del trabajo aumentan dramáticamente a medida que más procesos se automatizan. Las implicaciones significan que los roles en el lugar de trabajo están cambiando, con algunas estimaciones que proyectan que el 9% de los empleos son actualmente automatizables en los países de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos) (Fuente: OCDE 2016). La digitalización de las operaciones en toda la red de fabricación ayuda a los humanos a tomar decisiones mejores y más informadas. Los fabricantes de automóviles ya utilizan esta tecnología en fábricas inteligentes en todo el mundo, creando entornos inteligentes para resolver las necesidades de producción y energía.

 

EVOLUCIONANDO HACIA ENTORNOS INTELIGENTES

La industria automotriz fue una de las primeras en adoptar entornos inteligentes, invirtiendo entre $4 mil millones y $5 mil millones de dólares en infraestructura inteligente en los últimos cinco años. Mientras que los Fabricantes de equipo original (OEM, por sus siglas en inglés) en Europa han sido los más rápidos en incorporar el IIoT, Norteamérica se está recuperando rápidamente. La investigación de Frost & Sullivan indica que Audi, BMW y General Motors han efectuado importantes inversiones en IIoT dentro de sus plantas en los Estados Unidos y México. La fábrica de Audi en San José, México, se enfoca en el control de producción centralizado, la identificación por radiofrecuencia, la logística inteligente y los procesos de calidad electrónica para mejorar considerablemente la administración de inventario y la logística de entrada. La planta de BMW en Spartanburg, Carolina del Sur, se enfoca en el uso de robots colaborativos para generar procesos de producción más eficientes. General Motors está modernizando sus plantas con más iluminación LED eficiente energéticamente e incorporando sensores y controles para crear objetos inteligentes y reducir el consumo total de energía.

 

Anexo 2: Estrategias de los fabricantes de automóviles en entornos inteligentes, Estados Unidos, 2018

 

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Los entornos inteligentes ayudan a los fabricantes de automóviles a obtener importantes reducciones en el consumo de energía. GM está comprometido a reducir la intensidad de energía en un 20% para 2020, empleando su punto de referencia de 2010. A la fecha, la empresa ha reducido su consumo de energía en un 14% al utilizar iluminación LED y soluciones de software de GE para mejorar la programación en línea y el monitoreo de la producción, así como la recopilación de datos para los sistemas de energía existentes. Los medidores inteligentes ayudan a identificar el exceso de consumo de energía, proporcionando datos útiles para reducir su uso. La recopilación de datos de la infraestructura inteligente proporciona los medios para un análisis avanzado, una mejor optimización de manejo, una calidad del producto mejorada y fiabilidad en la producción.

 

Para cumplir con las regulaciones de emisión y energía cada vez más estrictas, los fabricantes de automóviles en los Estados Unidos buscan expertises fuera de su industria para crear entornos sustentables e inteligentes. Los fabricantes están colaborando con los gobiernos, las compañías de energía y las nuevas startups que pueden ayudarlos a mantener programas internos de sustentabilidad. GM ha intercambiado temporalmente los equipos de administración de energía con L'Oréal Estados Unidos. Y al colaborar con Current, powered by GE, para instalar bombillas LED industriales en todas las plantas de Estados Unidos, GM logró importantes ahorros de $73 millones de dólares en costos de energía durante 2016.

 

Mientras tanto, Ford ha desarrollado un sistema operativo de administración de energía (EMOS) para implementar técnicas de ahorro de energía. Enfocándose en la modernización de instalaciones, la gestión de datos energéticos, el suministro de energía y equipos de calidad y energía en las plantas, Ford ha reducido satisfactoriamente las emisiones de CO2 en un 4% entre 2015 y 2016. Si bien los objetivos pueden ser diferentes, las fábricas inteligentes proporcionan un número creciente de soluciones para problemas de muy diversa índole.

 

CURRENT BY GE - LIDERANDO EL MOVIMIENTO DEL ENTORNO INTELIGENTE

 

Los proveedores de IIoT brindan a los clientes infraestructura inteligente para lograr no solo objetivos de conservación de energía, sino también gestión de calidad, seguridad y más. Algunos proveedores brindan soluciones de fábrica y máquinas conectadas, para construir una cadena de suministro digital. Otros se centran en la gestión inteligente de activos, los procesos cognitivos y la optimización inteligente de recursos para crear entornos inteligentes que hacen que los procesos humanos sean más ergonómicos con una digitalización perfecta. Los proveedores están esculpiendo un ecosistema de servicios que aprovechan las innovaciones en automatización, recopilación de datos y conectividad de máquinas para ayudar a los clientes a alcanzar nuevos niveles de productividad y satisfacción de los empleados.

 

“El mejor IRC de la luminaria LED ha incrementado la satisfacción de nuestros empleados en su lugar de trabajo. Esto se notó a través de la retroalimentación directa de nuestros clientes”, señala Breitner Marczewski, Ingeniero de Energía en General Motors. “Otros beneficios son la estandarización de los productos, que ayuda con la adquisición de materiales. Los costos de mantenimiento están siendo detectados a medida que el LED dura más tiempo y se asocia con una mejora en la seguridad, ya que no es necesario enviar un equipo de mantenimiento en un elevador para reemplazar una bombilla o un balastro defectuoso, reduciendo los riesgos de accidentes, y eso, para GM, es primordial ya que estamos comprometidos con la seguridad en todo lo que hacemos”.

 

Current, powered by GE, ayuda a los fabricantes a transformar espacios independientes y análogos en entornos más automatizados e inteligentes. Current impulsa el valor con funciones que van desde los controles de iluminación hasta los sensores de captura de datos para aplicaciones de software más sofisticadas. Ofertas tales como sensores LED, plataformas de análisis y aplicaciones de terceros aumentan la producción, el mantenimiento y los procesos de inventario para incrementar el rendimiento de la construcción, el personal y el equipo. La infraestructura inteligente de Current by GE es “abierta ascendente” y “abierta descendente”, lo que permite a los usuarios integrar fácilmente diferentes tipos de sensores descendentemente y múltiples sistemas de software ascendentemente. Una arquitectura abierta es fundamental en un entorno de Industria 4.0 porque el IIoT requiere la integración de sistemas múltiples y dispares para ser efectivo. La flexibilidad de sus sensores y controles, las ofertas LED de alta eficiencia y la arquitectura de software abierta han convertido a Current en uno de los impulsores del movimiento industrial inteligente.

 

Anexo 3: Motor Digital de Current para Entornos Inteligentes

 

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Al hacer la transición hacia un entorno inteligente, la iluminación es un buen punto para comenzar. Es una inversión de bajo riesgo con resultados probados que puede ser el catalizador necesario para crear un impulso hacia una fábrica más inteligente y con mayor eficiencia energética. La implementación adecuada del LED se amortiza rápidamente, con una reducción promedio del 50% en el consumo de energía de iluminación. La rápida amortización es una de las razones por las cuales la tasa de incorporación de LED en los espacios industriales se prevé que aumente rápidamente en los próximos años. Con una tasa de adopción escasa del 3% en 2014, se proyecta que el LED industrial aumentará al 76% para 2020 y al 80% para 2035.

 

“La iluminación tiene una gran ventaja que es muy fácil de comprender e implementar. Cambiamos las luces en casa, para que la gente esté acostumbrada a la tecnología”, dijo Marczewski. “El factor clave es su viabilidad. Con un alcance bien definido, el proyecto garantizará que la empresa logre los ahorros de energía”.

 

El Departamento de Energía de los Estados Unidos, estima que el LED puede producir un ahorro de 190 terawatts-hora de electricidad al año, lo que equivale a la producción de 24 grandes plantas de energía o el equivalente financiero de $15 mil millones de dólares.

 

Exhibit 4: Current LED to IOT Roadmap, US, 2018

 

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Una vez que se ha establecido la base con la iluminación LED, se pueden obtener ahorros adicionales y aumentos en la productividad mediante la implementación de sensores y controles. Estos dispositivos, como el sistema de control inalámbrico Daintree de Current, pueden producir hasta un 20% más de ahorro, además de un 50% en la iluminación LED. El sistema de control inalámbrico Daintree brinda la posibilidad de implementar detección básica de movimiento o de ocupación, pero también puede realizar ajustes por tareas más avanzados como los ajustes de nivel de luz y estrategias de control programadas. Se puede aprovechar la misma red para un uso más eficiente y el mantenimiento predictivo de muchos otros activos costosos, como sistemas de climatización, unidad terminal remota (RTU, por sus siglas en inglés), ventiladores de extracción, estaciones de carga de montacargas, compresores de aire y más. Finalmente, en lugar de limitar a los clientes a sistemas propietarios, Daintree es una plataforma “abierta descendente”, lo que significa que es compatible con un ecosistema de dispositivos ZigBee de terceros certificados. La capacidad de integrarse a otros proveedores de control proporciona más flexibilidad, elección, velocidad y costos de proyecto más bajos que en un sistema propietario.

 

Más allá de la iluminación y los controles estándar, los entornos inteligentes más sofisticados contarán con aplicaciones de software avanzadas que impulsarán ganancias adicionales de productividad empresarial. Con Current by GE comprometido con la arquitectura abierta, las posibilidades son infinitas. La naturaleza “abierta ascendente” de este sistema proporciona a los clientes una API abierta que facilita la integración a otras soluciones. Los usuarios pueden construir sus propias aplicaciones o utilizar aplicaciones de terceros para abordar sus necesidades únicas de productividad o administración de energía. La red de más de 125 socios tecnológicos de Daintree brinda a las empresas la capacidad de seleccionar la tecnología adecuada para remediar los puntos débiles altamente específicos. Por ejemplo, su asociación con TrackVia puede simplificar aún más las operaciones y proteger los activos de alto valor con la administración de órdenes de trabajo habilitadas para dispositivos móviles. Esta libertad para integrarse a otros sistemas permite un entorno verdaderamente conectado, que es la base de una fábrica inteligente.

 

Agregar un sistema de administración de energía a las luminarias LED inteligentes permite respuestas en tiempo real y una acción rápida cuando se presentan con inteligencia de datos, lo que ahorra más del 10-20% en el gasto total de energía. Otras aplicaciones de eficiencia y productividad generan resultados comerciales nuevos y adicionales; por ejemplo, elevar la precisión del inventario al 99.8%.

 

A medida que se exploran más capacidades de fábricas inteligentes, el ecosistema de Current de aplicaciones de eficiencia y productividad continúa creciendo. Daintree proporciona a sus clientes un sistema de administración de energía que no solo brinda ahorros inmediatos en los costos, sino que también crea una infraestructura que está preparada para el futuro ya que puede integrarse a los nuevos avances a medida que estén disponibles. La generación y análisis de datos en tiempo real es posible con herramientas de visualización, como la plataforma AllSites de Current, que proporciona visibilidad fundamental del rendimiento de la cartera y permite tomar decisiones estratégicas más informadas.

 

La gestión energética sienta las bases para la mejora del lugar de trabajo en todo el sistema y la capacidad máxima de producción. Convirtiendo los equipos existentes, tales como luminarias, en objetos inteligentes y conectando esos objetos a las aplicaciones de software proporcionará posibilidades ilimitadas e inigualables. Las organizaciones que equipan las instalaciones con la infraestructura adecuada ahora se posicionan para el éxito inmediato y futuro.

 

 

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