Investigación sobre la industria 4.0

Sistemas de producción del futuro 

Industria 4.0

Festo contempla el cambio en la producción de forma global desde diversas perspectivas e incluye, además de la tecnología, también otros puntos de vista tales como la interacción entre el hombre y la técnica y el tema de la formación y la cualificación. Junto con socios del ámbito de la economía y la ciencia, Festo investiga nuevas soluciones y tecnologías para la producción del futuro.

Actividades de red activas y creación de estándares

Para participar de cuestiones importantes de la industria 4.0 (como la comunicación universal y la arquitectura orientada al servicio) y dar impulso a productos propios, Festo es miembro de distintas redes.

Plataforma de la Industria 4.0

Plattform Industrie 4.0

Festo cuenta con representación tanto en el comité de dirección como en distintos grupos de trabajo de la plataforma federal alemana de Industria 4.0, que continúa el proyecto de futuro de dicha industria incluyéndola en la estrategia de alta tecnología del Gobierno Federal alemán. En ella, Festo trabaja de forma activa en el desarrollo de tecnologías, estándares y modelos de negocio y organizativos para la industria 4.0 y su aplicación práctica junto con otros socios de áreas como la ciencia o la economía.

Para una implementación rápida en la aplicación industrial, es imprescindible un proceso de normalización y estandarización basado en el consenso y que acompañe a la investigación. Por esta razón, Festo se compromete especialmente en la creación e implementación de una arquitectura de referencia en la que se puede integrar un «componente de la industria 4.0». Festo Didactic organiza el importante aspecto de la formación y el perfeccionamiento profesional en los grupos de trabajo correspondientes.


Labs Network Industrie 4.0

Labs Network Industrie 4.0

Festo es miembro fundador de la Labs Network Industrie 4.0, una alianza de empresas, asociaciones, política e investigación. La asociación sirve como plataforma de diálogo, competencia y experimentación para empresas alemanas en el umbral de la industria 4.0.

Las empresas pueden conocer nuevas tecnologías, innovaciones y modelos de negocio sobre la industria 4.0, probarlos en estaciones piloto ya existentes («bancos de pruebas») y evaluar su viabilidad técnica y económica antes de su introducción en el mercado.


Automation ML e. V.

Automation ML e. V.

El Automation Markup Language (Automation ML) es un formato de datos abierto y neutro para el almacenamiento y el intercambio de datos de planificación de plantas. El objetivo de AutomationML son los datos de ingeniería unitarios para todas las etapas y disciplinas del proceso de ingeniería en la planificación de la producción. Festo es miembro de la Automation ML e. V. y está representado en la junta directiva de la asociación. Estamos comprometidos con una mayor estandarización y difusión del formato de datos, especialmente en la configuración de componentes de automatización en el formato de archivos de ingeniería.

Festo colabora en Automation ML e. V. en varios grupos de trabajo para una mayor estandarización y difusión del formato de Automation ML. Entre otros, Festo dirige el grupo de trabajo para la descripción de componentes de automatización en Automation ML, se ocupa de la representación de planos fluídicos y apoya las actividades en relación con las interfaces para eClass, OPC-UA y soluciones eléctricas CAD. Dentro de Festo, la investigación acompaña a proyectos piloto para el intercambio de datos independientemente de las herramientas con Automation ML y, por ejemplo, aplica el formato en los programas de fomento de la investigación AVANTI y OPAK. La investigación ha reproducido el catálogo de productos de Festo de manera prototípica como biblioteca de Automation ML y trabaja con otras áreas para poner la información completa de los productos de Festo a disposición de los clientes con rapidez a través de Automation ML.


OPC-UA

OPC-UA

OPC-UA es una interfaz de software para transportar datos de máquinas como valores de procesos o de medición y describirlos semánticamente para que sean legibles en los dispositivos. Es de proveedor neutral y hace posible que los componentes tengan la capacidad de «Plug and Produce».

Festo es miembro de la OPC Foundation y aprovecha el estándar de comunicación para terminales de válvulas y un creciente catálogo de soluciones de control. Un ejemplo es la unidad de control CPX-CEC. Aquí, Festo colabora en el desarrollo posterior de los estándares de comunicación para la industria 4.0.

El estándar de comunicación OPC-UA se utiliza en los proyectos de investigación de Festo para el intercambio de datos de aplicaciones fuera de tiempo crítico. Además, los sistemas de tiempo real se procesarán sobre la base de OPC-UA en los futuros proyectos de investigación. La generación de modelos de servidor OPC a partir de datos de ingeniería es otro campo de desarrollo. La investigación ayuda a las plantas de producción de Festo en la introducción de OPC-UA en la propia producción.


Casos de aplicación y bancos de pruebas

Dispositivo de manipulación sin armario de distribución: puesta en marcha virtual

El sistema de manipulación de alta velocidad con CPX  y la tracción EMCA integrada con 100 picks por minuto permite la libertad de movimientos en la sala. La plataforma de automatización CPX integra la cadena de mando electroneumática completa mediante una unidad de control Codesys: de la señal E/A y sencillos movimientos eléctricos y neumáticos a la transformación de modelos Tripod con opción de calibración.

El control se realiza mediante la CPX. En un principio se concibió como terminal de válvula con Remote I/O; ahora también permite la automatización descentralizada en la máquina. Junto con la tracción eléctrica EMCA, por primera vez el Tripod funciona completamente sin armario de distribución.

Con el Tripod se crea la unión de los sistemas reales con el mundo virtual y se ilustra la puesta en marcha virtual utilizando CIROS. El Tripo adopta la simulación CIROS de Festo Didactic como modelo del sistema CAD. Poco a poco, en el proceso de desarrollo los componentes virtuales se sustituirán por componentes reales. Esto mejora la calidad, acorta el tiempo de la puesta en marcha y abre nuevos horizontes para la industria 4.0. En el futuro el AML (Automation Markup Language), como formato de intercambio de datos de la industria 4.0, se convertirá en el estándar para estas simulaciones.


REF

Research Experimental Factory (REF)

La Research Experimental Factory (REF) es una planta de producción desarrollada por la investigación para investigar, desarrollar y probar aplicaciones piloto para la industria 4.0. La REF representa un área de producción realista como la que podrían encontrarse muchos clientes de Festo: de los componentes al sistema MES, se ha construido una línea de producción completa. Los productos reales se elaboran en tiempos de ciclo realistas. Además de los componentes de Festo, también se han integrado productos ajenos; con ello se puede comprobar la interacción de componentes de diversos fabricantes.

Productos como, por ejemplo, nuevos accionamientos, pinzas o sistemas de manipulación completos se pueden integrar y probar en la REF, al igual que los conceptos de automatización y software generales para varios productos.

El montaje modular de la REF hace posible que las nuevas estaciones de producción se puedan acoplar a través de interfaces electromagnéticas de Plug and Produce. Esto facilita y acorta la puesta en marcha y hace que la planta de producción sea transformable.


Montaje flexible y versátil

En la fábrica tecnológica de Scharnhausen se ha construido una planta para la variada producción de válvulas: volúmenes de producción de piezas de tamaños pequeños a medios. Al mismo tiempo, la investigación ayuda en la planificación, especialmente en relación a la arquitectura de control y la implementación de los principios de capacidad de adaptación. Para ello se desarrollan estaciones de procesos que, independientemente de los productos, pueden cumplir tareas como atornillar, introducir a presión, engrasar o transportar.

Estos desarrollos se preparan y se prueban en la Research Experimental Factory (REF). Los conocimientos que se adquieren allí se transfieren a la Planta tecnológica de Scharnhausen.

Ir al sistema de transparencia de energía


Proyectos de investigación

Junto con socios del ámbito de la economía y la ciencia, Festo investiga nuevas soluciones y tecnologías para la producción del futuro. Festo forma parte de los siguientes programas de fomento de la investigación:

ENTOC

El proceso de ingeniería de las plantas de producción es costoso y complejo. La industria automovilística querría reducir significativamente el tiempo que requiere mediante la puesta en marcha virtual de las plantas. Un requisito para lograrlo es que exista una cadena de herramientas de ingeniería genérica con formatos de descripción e interfaces estandarizados. Estas facilitan la planificación, la construcción, la programación y la puesta en marcha real, con lo que ahorran tiempo y costes. Esto es lo que investiga Festo junto con Daimler y otros socios en el proyecto de investigación ENTOC.

Para llevar a cabo una puesta en marcha virtual es importante reflejar la realidad con suficiente detalle. Esto requiere también prototipos de los componentes que se integran en la imagen general de la planta. Así pueden evitarse colisiones involuntarias, optimizarse procesos según los tiempos de ciclo y programarse previamente los procesos de control. Además, pueden generarse escenarios de ejemplo para simular errores en los procedimientos de movimiento o la programación y sus efectos. Con esto se reducen los costes y el esfuerzo durante la puesta en marcha y se incrementa el estándar de seguridad durante el funcionamiento.

Proyecto de investigación ENTOC


ARIZ

ARIZ

A menudo se debate el rol de las personas en la producción del futuro. ¿Qué nuevas tareas han de tenerse en cuenta? ¿Cuáles pueden asumir robots y cómo pueden trabajar personas y máquinas conjuntamente? En el proyecto «El trabajo en la industria del futuro» (ARIZ, por sus siglas en alemán), Festo, junto con sus socios de la ciencia y de la industria, investiga las respuestas a estas preguntas, además de otras soluciones prácticas. Un punto clave es la colaboración segura entre personas y robots.

Las máquinas y los robots con sistemas de seguridad integrales y sus correspondientes sistemas de sensores permiten que el hombre y la máquina puedan moverse en el mismo espacio y trabajar de forma conjunta sin jaulas de protección. Festo ya acumula, desde la inauguración de la fábrica tecnológica de Scharnhausen en el año 2015, experiencia en la interacción entre trabajadores de la producción y robots. Un robot de montaje puede trabajar junto a una persona sin valla de seguridad. Descarga a sus colegas humanos en el montaje de válvulas y asume las tareas que más cansan y cargan de sujeción y ensamblaje. Una lámina de sensores muy sensible ubicada en el brazo del robot monitoriza sus movimientos: en cuanto se acerca un trabajador, se detiene completamente. Uno de los objetivos principales del proyecto ARIZ es crear un asistente de producción flexible y versátil para una colaboración hombre-máquina segura.

Más sobre el proyecto de investigación ARIZ


MetamoFAB

MetamoFAB

En el proyecto colaborativo MetamoFAB, junto con otros socios del ámbito de la investigación y la industria, Festo desarrolla soluciones para hacer realidad el cambio a fábricas inteligentes e interconectadas. Para ello, es necesario que se englobe a todas las partes implicadas, desde las personas y las máquinas o las piezas hasta la tecnología de la información. En Festo, el conocimiento alcanzado fluye en el sistema de transparencia energética planeado para la fábrica tecnológica de Scharnhausen.

En el futuro, este sistema reunirá toda la información y decisiones que sean necesarias para poder manejar con gran eficiencia energética la fábrica tecnológica. El proyecto de investigación está financiado por el Ministerio federal alemán de Educación e Investigación (BMBF).

Más sobre el proyecto de investigación MetamoFAB


ParsiFAI 4.0

Junto con otros socios colaboradores, Festo desarrolla en el proyecto de investigación ParsiFAl 4.0 sistemas multifuncionales en láminas finas. Los actuadores neumáticos pueden recoger, evaluar e intercambiar información sobre el proceso de producción mediante las nuevas etiquetas (smart sensor system). Los componentes neumáticos sencillos obtienen las funcionalidades de un sistema «ciberfísico» mediante la instalación de uno de esos sistemas de láminas y se convierten con ello en componentes de la industria 4.0 inteligentes y descentralizados.

Los sistemas de sensores microelectrónicos en láminas finas representan un enfoque completamente nuevo en la conexión de componentes para el uso en plantas de producción inteligentes.

En los procedimientos concretos, estos sistemas electrónicos finos deben integrarse como una cinta adhesiva a un mecanismo neumático de propulsión de Festo. Los datos del sensor y de uso registrados y preprocesados se envían después de manera inalámbrica y segura a la unidad de control correspondiente. Así se pueden controlar los datos de propulsión como la posición, la dinámica y los parámetros medioambientales. El control de la propulsión se puede optimizar en diferido mediante sistemas autodidactas. Un sistema de recolección de energía y una batería de película fina proporcionan energía al sistema de láminas.

Proyecto de investigación ParsiFAl 4.0


Otros proyectos de investigación:

ESIMA

APPsist

SOPHIE

InnoCyFer

BigDieMo