Proyecto de investigación: MetamoFAB

Metamorfosis en fábricas inteligentes interconectadas 

  • MetamoFAB

    El ETS contribuye a que en la fábrica de tecnología se alcancen los objetivos energéticos

  • MetamoFAB

    Las corrientes de energía de la producción pueden detectarse también a pie de máquina

  • MetamoFAB

    Una aplicación visualiza los datos de consumo y permite acceder al área de producción

  • MetamoFAB

    La aplicación contribuye activamente a la gestión del área de producción

La producción inteligente y eficiente en el consumo de recursos es parte de la idea de la Industria 4.0. Sin embargo, el cambio a sistemas de producción ciberfísicos no puede efectuarse en un solo paso.

En el proyecto MetamoFAB, Festo investiga junto a sus colaboradores soluciones para permitir la metamorfosis de las fábricas existentes en fábricas inteligentes interconectadas. En el caso de Festo, los conocimientos adquiridos se incorporan al sistema de transparencia energética (ETS) diseñado para la fábrica tecnológica de Scharnhausen.

Para que tenga lugar la metamorfosis en fábricas inteligentes interconectadas es imprescindible incluir en este proceso a todas las partes implicadas, tanto a las personas como a la maquinaria, piezas de trabajo, tecnologías de la información e infraestructura de los edificios. Este cambio solo puede abordarse de forma gradual, ya que una amplia adaptación de estas características supone interrumpir la producción y conlleva elevados costes de inversión. Por ello, el proceso de transformación debe efectuarse progresivamente de manera que el cambio a la fábrica del futuro se produzca de forma sucesiva, y se puedan poner en práctica los métodos y las tecnologías más modernas.

Objetivos del proyecto

Los objetivos de MetamoFAB son describir las fases de esta transición y encontrar formas de integrar sistemas ciberfísicos sucesivos en proyectos de modernización y desarrollo existentes que permitan a las empresas convertirse en fábricas inteligentes e interconectadas.

En primer lugar, se estudia qué aspectos de la Industria 4.0 son relevantes para cada fábrica. Sobre esta base, se elaboran los planos o modelos para dirigir su transformación conforme a la idea prevista para su emplazamiento. Festo aplica este procedimiento en la fábrica tecnológica de Scharnhausen.

Prototipo

Gracias al uso de componentes inteligentes, las instalaciones de producción del futuro contarán con una imagen digital virtual. Una serie de sistemas globales en red compuestos por sensores y controles distribuidos registran los datos de funcionamiento de la máquina (por ejemplo, si se ha producido una avería, si no hay suficientes piezas o cuánta energía se consume) y los transfieren constantemente a un sistema de control superior. Después, estos datos se pueden consultar mediante terminales móviles (teléfonos inteligentes y tabletas) y representarse gráficamente como imagen virtual de la instalación de producción. Esta imagen virtual conlleva muchas ventajas ya que, por ejemplo, permite detectar y notificar a tiempo fallos en el sistema.

En este proyecto de investigación se estudian los datos energéticos de un área completa de producción, desde la máquina concreta hasta todo el edificio de la fábrica. Con el primer prototipo se han visualizado los estados operativos y los flujos de energía tanto en la maquinaria como en las instalaciones tecnológicas del edificio. Dentro del proyecto se va estudiando el consumo de todas las plantas de producción relevantes hasta crear sucesivamente un sistema de transparencia energética (ETS, por sus siglas en alemán) de toda la fábrica.

Los empleados de la fábrica tienen acceso a los datos de consumo y los pueden supervisar. A su vez, estas mediciones del consumo sirven para concienciar a los empleados sobre la cuestión de la eficiencia energética, y son una motivación para identificar nuevas posibilidades de ahorro energético y desarrollar las medidas correspondientes para aplicarlas. El ETS asiste este proceso y visualiza la consecución de objetivos.

Además de medir constantemente el consumo, se pretende que el sistema también controle la maquinaria y advierta de irregularidades en el consumo energético, por ejemplo debido al desgaste. De esta forma, en un futuro se podrá desconectar la maquinaria durante los periodos de paro en la producción. Además, la comunicación entre cada una de las máquinas permitirá que la fábrica se autorregule con la máxima eficiencia energética posible.

Una de las expectativas del ETS es poder comunicarse en un futuro con la red del proveedor de energía. De este modo, la fábrica podría responder ante una oferta excesiva generada por energía solar y eólica. Y, al contrario, la fábrica podría disminuir la demanda energética cuando esté nublado o no sople el viento. De esta forma, la propia fábrica puede contribuir a alcanzar el grado óptimo de utilización de las redes de alimentación y ayudar a reducir el gasto energético.

Otros socios de proyecto

MetamoFAB

El proyecto está financiado por el Ministerio federal alemán de Educación e Investigación (BMBF, por sus siglas en alemán) dentro del programa «Forschung für die Produktion von morgen» («Investigación para la producción de mañana») (número 02PJ4045). Además de Festo, en este proyecto también participan los siguientes socios:

Del ámbito científico

  • IAT (Universidad de Stuttgart: Instituto de Ciencias del Trabajo y Gestión tecnológica)
  • LSWi (Universidad de Potsdam: Cátedra de Informática de Negocios y Administración Electrónica)
  • Fraunhofer IPK (Instituto Fraunhofer de Sistemas de Producción y Tecnología de Construcción)
  • Escuela Técnica Superior de Wildau (asociado)

Del ámbito industrial

  • Siemens
  • Infineon
  • Budatec
  • Pickert & Partner