Facultad de Ingeniería Química – Carrera de Ingeniería de la Producción Estudiantes: Cecilio Alcívar Campos Katty Salazar Grupo 1 Curso: IPR-S-NO-5-2 Docente: Ing. Bolaños Jijón Alexis Asignatura: Administración de la Producción Tema: La Industria 4.0 y su Impacto en la Producción 22-12-2023 Los sensores desempeñan un papel crucial en la implementación de la industria 4.0. Estos dispositivos recopilan datos en tiempo real sobre el rendimiento de las máquinas, la calidad del producto, las condiciones ambientales y otros aspectos relevantes para la producción. Estos datos son fundamentales para la toma de decisiones basada en información precisa. Él (INFOPLC, 2023) nos dice que el sensor inteligente es un sensor equipado con un microprocesador informático que tiene capacidad de procesar los datos que obtiene, estandarizarlos para hacerlos comprensibles y transmitirlos por internet. En la cual extrae el dato único, lo interpreta y lo integra en el sistema informático, de forma que puede ser consultado por todos los profesionales autorizados y da servicio a toda la cadena de valor. Al comienzo de la manufactura, según (Delgado, 2023) los sensores se utilizaban principalmente para medir las vibraciones en las máquinas. La Industria 4.0 ha transformado la gestión de operaciones en empresas manufactureras, introduciendo avances tecnológicos clave, como los sensores inteligentes de visión artificial. Estos dispositivos juegan un papel crucial al permitir la captura de datos visuales y la toma de decisiones en tiempo real, optimizando así los procesos de producción y mejorando la eficiencia. Sensores Inteligentes: Una Visión General: Los sensores inteligentes de visión artificial son dispositivos tecnológicos que utilizan cámaras de visión para captar estímulos visuales. Su inteligencia proviene de la capacidad para analizar imágenes y tomar decisiones basadas en datos visuales. Emplean tecnologías avanzadas, como el Machine Learning, para reconocer patrones, identificar objetos y medir distancias en tiempo real. Interconectividad y Colaboración en la Industria 4.0: La interconectividad entre sistemas y la colaboración entre máquinas son fundamentales en la Industria 4.0. Los sensores inteligentes facilitan la eficiente compartición de datos entre sistemas automatizados, permitiendo una colaboración coordinada. Actúan como "órganos sensoriales", permitiendo la adaptación y respuesta de las máquinas a las condiciones cambiantes de la producción, colaborando estrechamente con operarios humanos para mejorar la eficiencia y seguridad. Procesamiento de Datos Masivos: En un entorno donde los sistemas generan grandes cantidades de datos en tiempo real, los sensores inteligentes destacan al procesar rápidamente información precisa mediante tecnologías como el Machine Learning. Esto es crucial para la detección de defectos, activación de correcciones inmediatas y toma de decisiones informadas. Visión Artificial en Aplicaciones Clave: La visión artificial se utiliza en diversas aplicaciones, incluyendo la verificación de calidad, lectura de códigos de barras, identificación de objetos y medición de distancias. Estos sensores aseguran que solo productos de alta calidad lleguen al mercado, garantizan el seguimiento preciso de productos en la cadena de suministro y verifican la correcta colocación de componentes en la línea de producción. Control de Procesos Productivos: Los sensores inteligentes desempeñan un papel valioso en el control de procesos productivos. Mejoran los controles de calidad al identificar defectos, optimizan la trazabilidad de productos desde la fabricación hasta la entrega al cliente, y contribuyen a entornos de trabajo más seguros al colaborar en tareas peligrosas con los operarios. Flexibilidad en la Producción: La flexibilidad es esencial en la producción moderna, y los sensores inteligentes permiten una rápida adaptabilidad a cambios en la demanda o en productos. Esto asegura una producción eficiente y ágil, ajustándose a variaciones en la cadena de producción. Expo Manufactura 2024: Este evento destaca los desarrollos tecnológicos y tendencias de automatización, conectando a la industria con expertos nacionales e internacionales. En un pabellón dedicado a la automatización, se discuten avances en sensórica, medición, robótica y software de precisión, evidenciando el compromiso con la revolución tecnológica. Sensores Para la Automatización Industrial En el contexto de la evolución de las fábricas hacia mayor eficiencia y fiabilidad, los sensores de la Internet Industrial de las Cosas (IIoT) desempeñan un papel fundamental al permitir la automatización industrial. Estos sensores monitorean máquinas y sistemas, proporcionando datos en tiempo real que contribuyen a un funcionamiento más fiable y a la detección temprana de problemas, evitando averías significativas. Además, mejoran las condiciones laborales, aumentando la productividad y reduciendo las licencias médicas. Las aplicaciones destacadas de la automatización industrial incluyen: Sensores para Cobots y Robótica: Fundamentales para la automatización robótica, permitiendo la recopilación de datos esenciales. Sensores para HVAC: Mejoran la eficiencia y reducen costos operativos en sistemas de ventilación, calefacción y refrigeración. Sensores para el Monitoreo de Condiciones: Evolucionan con la IoT para ofrecer respuestas a los requisitos específicos de este ecosistema. Sensores para el Control de Movimientos: Contribuyen a la eficiencia y calidad al monitorear y controlar movimientos en la línea de producción. En esta revolución de la automatización industrial, los sensores son esenciales al proporcionar datos cruciales a sistemas y análisis, permitiendo decisiones informadas sobre mantenimiento, eficiencia y productividad. La variedad de sensores de TE Connectivity (TE), incluyendo vibración, presión, temperatura, posición, humedad, fuerza y velocidad, desempeñan un papel vital en la mejora de las fábricas. Estos sensores son diseñados para entornos industriales hostiles, ofreciendo datos precisos y confiables en condiciones desafiantes, como vibraciones, oscilaciones de temperatura, polvo y altos niveles de interferencia electromagnética. La confianza en TE Connectivity para proporcionar sensores adecuados posiciona a las instalaciones para evolucionar con éxito en el actual panorama de la IIoT y en el futuro. Usos de los Sensores Inteligentes en la Fabricación Industrial La actual transformación de la industria manufacturera mediante la adopción de la Industria 4.0 destaca la importancia de los sensores inteligentes para potenciar la eficiencia y la productividad en las plantas de fabricación. Esta revolución implica la preparación de los fabricantes para la digitalización, aprovechando tecnologías como la analítica, la inteligencia artificial y el Internet de las cosas (IoT). La aplicación estratégica de sensores inteligentes en la maquinaria de fabricación representa una innovación significativa al convertir máquinas convencionales en dispositivos conectados. Esta transformación no solo mejora operaciones y eficiencia, sino que también allana el camino para una fabricación más inteligente y adaptable. En detalle, los sensores inteligentes desempeñan funciones clave en la industria manufacturera: Supervisión y Mejora de Operaciones: Generan datos en tiempo real, permitiendo supervisar y mejorar el rendimiento de equipos y sistemas. Facilitan la conectividad entre máquinas, posibilitando la evaluación y análisis de conjuntos de datos para predecir fallos y activar protocolos de mantenimiento. Registro Automático de Datos para Cumplimiento Normativo: Simplifican la recopilación de datos necesarios para cumplir con normativas medioambientales y regulaciones específicas de la industria. Automatizan el registro de información crucial, como consumo de energía, temperatura, horas de funcionamiento y resultados de la línea de producción. Detección de Anomalías y Notificaciones en Tiempo Real: Identifican y notifican anomalías del sistema que podrían impactar la producción o la calidad del producto. Permiten una respuesta proactiva, evitando tiempos de inactividad y mejorando la competitividad al ofrecer servicios mejorados y una mayor disponibilidad. Aceleración del Flujo de Información y Capacidad de Respuesta: Posibilitan metodologías ágiles al facilitar cambios en los procesos en tiempo real. Proporcionan datos que aumentan la transparencia en la planta, permitiendo una mayor capacidad de respuesta a las demandas del mercado y escalabilidad del negocio. En síntesis, la incorporación estratégica de sensores inteligentes en la manufactura moderna no solo representa una evolución tecnológica, sino que también impulsa una transformación integral hacia la eficiencia, la adaptabilidad y la competitividad sostenible en un entorno industrial dinámico. Las nuevas tecnologías en la sensórica incluyen sistemas de computación en la fábrica para el procesamiento de datos, así como nuevas formas de conectividad para los sensores inalámbricos. En el ámbito de la seguridad está la transmisión de datos a la nube. Los sensores están transformando la gestión de las operaciones de manufactura al proporcionar una visión detallada y en tiempo real de los procesos de producción. Esto permite a las empresas identificar áreas de mejora, optimizar la eficiencia y reducir los costos operativos. Los datos recopilados por los sensores pueden utilizarse para implementar el mantenimiento predictivo, lo que significa que las máquinas se reparan antes de que ocurran fallas, evitando así tiempos de inactividad costosos. Las operaciones de manufactura y servicios son fundamentales en el mundo empresarial. La manufactura se refiere al proceso de producción de bienes físicos, mientras que los servicios implican la entrega de intangibles, como atención al cliente, consultoría, entre otros. Podemos hablar sobre los procesos de producción, la gestión de la cadena de suministro, la calidad del producto o servicio, entre otros temas. Según (Autexopen, 2023) Las funciones de Operación y Gestión de manufactura son: Operación: se encarga de la producción en sí misma, es decir, la transformación de los materiales en productos terminados mediante la utilización de los recursos necesarios, incluyendo mano de obra, maquinaria, y tecnología. Gestión: su objetivo es controlar dirigir y planificar procesos de producción, en donde se deban cumplir las metas y objetivos ya establecidos. Po otro lado, es la encargada de gestionar los recursos que son necesarios para la producción, entre ellos tenemos el inventario, adquisición de materiales y el control de costos. En el sector de servicios, los sensores también están teniendo un impacto significativo. Por ejemplo, en el ámbito de la atención médica, los sensores se utilizan para monitorear la salud de los pacientes, lo que permite una atención más proactiva y personalizada. En el sector de la logística, los sensores se utilizan para rastrear la ubicación de los productos y monitorear las condiciones de almacenamiento, lo que mejora la eficiencia y la seguridad de la cadena de suministro. Según (Edimar, 2020) los sensores permiten detectar, analizar, medir y procesar una gran variedad de transformaciones como la alteración de la posición, la longitud, la altura, el exterior Tipos De Sensores Industriales Existentes 1. Sensores de temperatura y humedad 2. Sensores de presión 3. Sensores fotoeléctricos 4. Sensores de proximidad 5. Sensores mems 6. Sensores de par 7. Sensores de posición angular o lineal 8. Sensores de desplazamiento y deformación 9. Sensores de velocidad lineal y angular 10. Sensores de aceleración 11. Sensores de caudal 12. Sensores de presencia 13. Sensores táctiles Los sensores de temperatura y humedad detectan la temperatura o el calor. Deben ser resistentes ya que pueden ser utilizados a la intemperie o en condiciones extremas como enterrados bajo tierra. Los sensores de presión funcionan detectando la presión y cambiando su cantidad en una señal eléctrica en función de la presión a la que se aplica. Mientras que los sensores de proximidad, su funcionamiento se basa en la detección de objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Los sensores MEMS es acrónimo de Sistemas Micro-Electro-Mecánicos. Por ejemplo, se podrían utilizar para control de motores y propulsión o para sistemas de seguridad, frenado y suspensión automotriz. Los sensores de par miden la fuerza de torsión a la que se somete un eje durante las diferentes fases de su funcionamiento, bien sea de arranque, dinámico o parada. Los sensores de posición angular o lineal miden los cambios de posición angular o lineal con respecto a una posición de referencia Los sensores de desplazamiento y deformación miden con gran precisión los desplazamientos y pueden ser utilizados como transductores de deformación. Algunos de sus posibles usos son en ensayos de materiales y en tareas de monitorización. Los sensores de velocidad lineal y angular miden la distancia recorrida en una unidad de tiempo. Para medir la velocidad, enfocan un flash en el objeto y van cambiando gradualmente la frecuencia del flash usando los controles del instrumento. Un ejemplo de aplicación es la medición automática en herramientas. Los sensores de aceleración permiten calcular la velocidad del flujo del aire y el volumen de flujo. Los sensores táctiles dispositivos que capturan y documentan el contacto físico con un dispositivo y/u objeto. Los sensores tienen un impacto en el área industrial, ya que nos permite detectar, analizar, medir y procesar una variedad de transformaciones como la alteración de la posición, la longitud, entre otras. Para (ROBOTICS, 2020) los sensores de visión inteligente nos ayudan a: Enriquecen los controles de calidad Economizan los procesos de trazabilidad Construyen ambientes laborales más protegidos y colaborativos Flexibilizan los sistemas productivos En los sistemas de automatización industrial pueden medir diferentes variables como: Variables de proceso, como la temperatura, la presión, el nivel, el flujo, el pH, la turbidez. Variables eléctricas, como el voltaje, la corriente, la frecuencia. Variables mecánicas, como la rotación, el número de ciclos, la posición, la dirección de desplazamiento, las presiones estáticas y dinámicas, la proximidad. Según (Martínez, 22) nos dice que “Para lograr que estas redes funcionen eficientemente, es necesario contar con la infraestructura adecuada a las necesidades de cada industria. Este proceso otorga la capacidad de mejorar la exactitud, precisión y optimización del funcionamiento de la maquinaria, lo que a su vez mejorará la toma de decisiones sobre la línea de producción, mejorando los estándares de calidad y seguridad industrial. BIBLIOGRAFÍA Autexopen. (31 de Mayo de 2023). Operación y Gestión de la producción: ejemplos, sistema y etapas. Obtenido de Autexopen: https://www.autexopen.com/operaciones/gestionproduccion/#:~:text=La%20operaci%C3%B3n%20de%20manufactura%20se,nu evos%20productos%20y%20sistemas%20personalizados. Delgado, Á. (28 de 8 de 2023). La evolución de la sensórica en la industria 4.0. Obtenido de MANUFACTURA LATAM: https://www.manufacturalatam.com/es/noticias/la-evolucion-de-la-sensorica-en-la-industria-40 Edimar, E. (2020). SENSORES INDUSTRIALES: SU IMPORTANCIA EN LA AUTOMATIZACIÓN. Electrónica Edimar. Obtenido de https://edimar.com/sensores-industriales-su-importancia-en-laautomatizacion/#:~:text=Los%20sensores%20permiten%20detectar%2C%20ana lizar,un%20centro%20de%20fabricaci%C3%B3n%20industrial. Factory, S. (s.f.). ¿Cómo la Industria 4.0 está revolucionando las operaciones de fabricación? Obtenido de eWorkplace Manufacturing: https://www.eworkplace.com/smart-factory-es/blog/como-la-industria-4-0-estarevolucionando-las-operaciones-de-fabricacion/ Hernández, J. (2023). Tendencias de automatización en la industria manufacturera. Obtenido de bind erp: https://bind.com.mx/blog/administracion-yproductividad/industria-manufacturera INFOPLC, E. D. (28 de 4 de 2023). Los sensores inteligentes en la industria 4.0. Obtenido de ESTADO DEL ARTE DE LA TECNOLOGÍA INDUSTRIAL INFOPLC: https://www.infoplc.net/plus-plus/tecnologia/item/112668-sensoresinteligentes-industria-4-0 Martínez, G. (21 de 10 de 22). INDUSTRIA 4.0. Uso de sensores. Obtenido de Visión industrial, una manera diferente de ver la industria : https://visionindustrial.com.mx/industria/operacion-industrial/industria-4-0-usode-sensores MX, F. (24 de 5 de 2022). El papel de los sensores en la Industria 4.0. Obtenido de FIBRANET MX: https://es.linkedin.com/pulse/el-papel-de-los-sensores-en-laindustria-40-fibranet Robert, B. (22 de 5 de 2018). LA INTELIGENCIA DE SENSORES COMO BASE DE LA INDUSTRIA 4.0. Obtenido de DRIVING YOUR INDUSTRY 4WARD SICK: https://cdn.sick.com/media/docs/3/63/763/special_information_industry_4.0_dri ving_your_industry_forward_es_im0072763.pdf ROBOTICS, E. (22 de 10 de 2020). La importancia de los sensores inteligentes en la Industria 4.0. Obtenido de EDS ROBOTICS: https://www.edsrobotics.com/blog/sensores-inteligentes-industria-4-0/ Roldán, C. (11 de 3 de 2016). La Industria 4.0, imposible sin sensores inteligentes. Obtenido de Sick Optic-Electronic (INTEREMPRESAS): https://www.interempresas.net/Robotica/Articulos/152969-La-Industria-40imposible-sin-sensores-inteligentes.html
