¿Qué significa la Industria 4.0 para el sector del plástico?

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La cuarta revolución industrial está constantemente en la mente de los líderes de la industria bajo la palabra de moda "Industria 4.0". En esta área temática, también denominada "Internet de las cosas", se está investigando y desarrollando la integración de la producción industrial con tecnologías de información y comunicación de última generación. Su objetivo es permitir la vinculación total entre el hombre, la máquina y el producto.

Los factores clave son la integración horizontal para interconectar no solo los diferentes pasos del proceso, sino también diferentes compañías a lo largo de toda la cadena de valor, y la integración vertical para conectar sistemas de partes individuales de las celdas de producción, para formar un único sistema controlable holísticamente.

Aplicada a los procesos de transformación de plásticos, la cuarta revolución industrial significa la integración de proveedores y clientes, pero también la interconexión mucho más estrecha de los departamentos y procesos internos.

Las principales oportunidades residen en la producción de piezas individualizadas y personalizadas y en la reducción de los tiempos de desarrollo, puesta en marcha y configuración. Esto permitirá que incluso lotes pequeños se produzcan económicamente.

Ventajas de la era 4.0

Hay seis frentes en los cuales una industria se puede beneficiar de la cuarta revolución industrial:

Flexibilización de la producción: la producción de una parte requiere el trabajo parcial de muchos procesos intermedios. Incluso el trabajo de otras empresas que prestan servicios especializados (diseño de productos y herramentales, selección de masterbatches, especificaciones de equipos periféricos, entre otros). En una red digital, estos pasos pueden coordinarse de la mejor manera posible y la utilización de las máquinas y demás recursos puede ser mejor planificada.

Fábrica convertible: las líneas de producción se construirán en módulos en el futuro. Se pueden ajustar rápidamente para modificar un pedido. Esto mejora la productividad y la eficiencia, se pueden producir partes individualizadas en pequeñas cantidades a precios asequibles. Un ejemplo es producir piezas en masa con moldeo por inyección y personalizar algún atributo del producto con impresión 3D.

Soluciones centradas en el cliente: el consumidor y el productor se acercan más. Los propios clientes pueden hacer parte del diseño de sus productos de acuerdo con sus necesidades específicas. Cada vez habrá menos restricción en cuanto a la fijación de parámetros para la producción confiable de una parte. Al mismo tiempo, los productos inteligentes que ya se entregan y están en uso pueden enviar datos al productor. Esto hace parte del concepto de sensórica embebida. Con los datos de uso, el productor puede mejorar sus productos de manera continua y ofrecer al cliente servicios novedosos.

Logística optimizada:en el caso de cadenas de suministro, existen algoritmos que calculan las rutas de entrega ideales dado que las máquinas, las herramientas y los sistemas periféricos informan de forma independiente cuando necesitan material nuevo, repuestos, etc.

Convertir los datos en información: Los datos sobre el curso de la producción y la condición de un producto durante y después de su fabricación se juntan y se evalúan, generando transparencia en la producción. El análisis de los datos proporciona orientación sobre cómo hacer que la producción y las piezas mismas sean más eficientes. El uso de sistemas de aprendizaje automático (“machine learning”) permite analizar el efecto de muchas variables de proceso simultáneamente. Más importante aún, es la base de modelos y servicios comerciales completamente nuevos.

Por ejemplo, los fabricantes de piezas moldeadas pueden ofrecer a sus clientes sensores incorporados que permitan verificar que la pieza es legítima y evitar falsificaciones. También es posible almacenar toda la información de cómo fue producido un artículo.

Desde el punto de vista de los equipos, los moldes pueden estar equipados con sensores que envían continuamente datos sobre su estado. El desgaste puede detectarse y corregirse antes de que conduzca a la falla del molde. Las máquinas pueden monitorear su estado e indicar cuándo un tornillo de plastificación debe ser reemplazado, por ejemplo.

Economía circular eficiente en recursos: los productos fabricados se consideran basados en datos durante todo su ciclo de vida. Incluso desde el diseño, se determina en qué forma se pueden reciclar los materiales. La sensorización de todo el proceso productivo incluye el monitoreo del consumo energético en cada paso. De esta manera es posible determinar cómo optimizar los procesos e incluso justificar el uso de fuentes energéticas alternativas.

En las piezas plásticas, los sistemas de sensórica pueden detectar dónde se encuentra un producto e incluso entregar información al usuario de los métodos de acopio o recolección disponibles en su área para dar al producto un fin de vida adecuado.

Paso a paso hacia la industria 4.0

El diagrama ilustra los pasos básicos para implementar la Industria 4.0 comenzando el fundamento de todo este movimiento: tener datos.

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Paso 1: Medir y documentar de manera organizada y frecuente todos los parámetros utilizados para cada proceso. Comenzar por aquellos parámetros que nos indican las mismas máquinas.

Paso 2: Poco a poco, se irá generando la necesidad de conocer más detalles. Se comenzará a trabajar también con inventarios automatizados basados en códigos QR y etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID). Para este momento ya la cantidad de datos que se maneja es tan alta que estos deben ser transmitidos y almacenados en una base de datos central que permita su análisis.

Paso 3: Una vez se ha montado una red de toma y almacenamiento de datos es importante comenzar con la capacidad de monitorear en tiempo real y tener la capacidad de analizar esta información en cualquier lugar. Datos de OEE, disponibilidad de máquinas, envío de alarmas de mantenimiento, requerimientos de compras. La toma de decisiones empieza a basarse en información objetiva y actualizada.

Paso 4: La información permitirá generar modelos estadísticos y físicos que ayuden a predecir el funcionamiento de los procesos basados en los datos tomados por los sensores. De esta manera se puede operar de manera óptima, no solo desde el punto de vista de “piezas por hora”, sino energético, desde el punto de vista de personal y disponibilidad de recursos.

Paso 5: El paso final es el uso de todas las herramientas anteriores para generar un control automático robusto de los sistemas de producción, donde pueden estar incluidos algoritmos de inteligencia artificial, que permitan tomar decisiones a las máquinas, que interconectadas, tomarán decisiones automáticamente sobre la mejor forma de llevar a cabo los procesos. El fin último de la Industria 4.0.

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