La automatización industrial es uno de los principales pilares de la industria 4.0, la cuarta revolución industrial que está transformando los procesos productivos a través de la tecnología.
Esta transformación tecnológica nos ha permitido ir cada vez más lejos, con soluciones que engloban estos procesos y se mejoran constantemente para facilitar las actividades de la industria.
¿Pero sabes qué es la automatización industrial? ¿Cómo funciona en la práctica la automatización de procesos industriales?
En este artículo explicaremos el concepto, funcionamiento, pilares y ventajas de la automatización en la industria, además de mostrar algunos ejemplos de sectores que pueden beneficiarse de esta tendencia.
¿Qué es la automatización industrial?
La automatización industrial es el uso de soluciones tecnológicas, como software, hardware, máquinas electromecánicas y equipos específicos, para automatizar y optimizar procesos industriales.
Integra las áreas mecánica, electrónica y de tecnologías de la información (TI) y es responsable de incrementar la competitividad de las industrias en el mercado mediante el aumento de la productividad.
En palabras más simples, es el uso de la tecnología con el objetivo de gastar lo menos posible en producir el mejor producto. Para ello busca:
- Mejorar las condiciones de trabajo, aumentar la seguridad y eliminar los trabajos peligrosos;
- Mejorar la disponibilidad de productos, para que la empresa pueda suministrar las cantidades necesarias en el momento exacto;
- Incrementar la productividad de la empresa, reduciendo costos, aumentando la calidad y reduciendo el tiempo de producción de bienes;
- Proporcionar más autonomía en los procesos de fabricación, para que los operadores no necesiten tantos conocimientos en el manejo del proceso.
Este tipo de automatización no consiste en sustituir humanos por máquinas, sino en reasignar empleados a actividades más estratégicas y menos repetitivas.
De esta forma, permite que los procesos sean más ágiles, eficientes y seguros, con menos costes, desperdicios y errores.
¿Cómo funciona la automatización industrial de un sistema?
La automatización industrial de un sistema implica el uso de dispositivos electrónicos para monitorear y controlar las variables físicas del proceso, como temperatura, presión, flujo, nivel, etc.
Entre estos dispositivos se encuentran:
- Sensores: son los elementos que captan información del entorno y la envían a los controladores.
- Controladores: son los dispositivos que procesan la información recibida de los sensores y generan señales de comando para los actuadores.
- Actuadores: son los elementos que realizan acciones sobre el proceso, como abrir o cerrar una válvula, encender o apagar un motor, etc.
- Redes de comunicación: son los medios que permiten intercambiar datos entre dispositivos.
Para comprender mejor cómo funciona la automatización industrial no faltan ejemplos. Imagínese controlar la temperatura de un horno.
Un sensor mide la temperatura interna del horno y envía esta información a un controlador.
El controlador compara la temperatura medida con la temperatura deseada y genera una señal al actuador.
El actuador activa el calentador o enfriador del horno para aumentar o disminuir la temperatura según sea necesario.
Parte operativa y de control.
Además de pensar en la automatización industrial y lo que hace un dispositivo, podemos abordar el sistema automatizado de manera más amplia.
En este caso, está compuesto por la parte operativa y la parte de control.
La parte operativa es la que actúa directamente sobre el proceso y está compuesta por dispositivos de activación y preactivación (motores, pistones, compresores, cilindros y válvulas) y de detección (sensores inductivos, capacitivos, de visión, ultrasónicos, etc.).
Este conjunto de elementos es el responsable del movimiento de la máquina, ya que hacen que esta realice la operación deseada.
La parte de control es la parte programable del sistema. Se implementa con la ayuda del PLC (Controlador Lógico Programable), el cerebro de la automatización de procesos industriales.
Es el PLC el que se comunica con todos los componentes del sistema. Reconoce las entradas, procesa la lógica y actualiza las salidas.
¿Entiendes lo que hace la automatización industrial? Entonces, ¡conozcamos sus pilares!
Los pilares de la automatización industrial
La automatización industrial se basa en seis pilares fundamentales, que caracterizan a la industria 4.0. Son ellos:
Virtualización
La virtualización consiste en la creación de modelos digitales de procesos industriales, denominados gemelos digitales, que permiten simular y probar escenarios antes de su implementación real.
También permite la integración entre el mundo físico y el virtual, a través de tecnologías como la realidad aumentada y la realidad virtual.
Descentralización
La descentralización se refiere a la capacidad de los sistemas automatizados para tomar decisiones de forma autónoma, sin intervención humana.
Esto significa que las máquinas pueden comunicarse entre sí y adaptarse a los cambios del entorno de forma inteligente.
Interoperabilidad
La interoperabilidad es la capacidad de los sistemas automatizados de comunicarse entre sí y con otros sistemas externos a través de estándares abiertos y protocolos comunes.
Luego, la información se puede compartir en tiempo real entre todos los involucrados en el proceso de producción.
Esto es posible gracias a los dispositivos IoT y a la conexión a través de la computación en la nube.
No en vano, se espera que el mercado mundial de Internet industrial de las cosas (IIoT) crezca en tamaño en los próximos años y alcance alrededor de 1,11 billones de dólares estadounidenses en 2028.
Datos en tiempo real
Los datos en tiempo real son información recopilada por sensores y dispositivos conectados durante todo el proceso de producción.
Se almacenan en la nube y se analizan mediante algoritmos de inteligencia artificial y big data, y son fundamentales para la toma de decisiones y la mejora continua de los procesos.
Modularidad
La modularidad es la capacidad de los sistemas automatizados para adaptarse a los cambios en la demanda o el producto agregando, eliminando o cambiando módulos.
Así, permite que la producción sea más flexible y personalizada, satisfaciendo las necesidades del cliente.
Orientación al servicio
La orientación al servicio es la capacidad de los sistemas automatizados para ofrecer y utilizar servicios internos y externos a través de interfaces estandarizadas.
Es un paso adelante en el proceso de modernización, ya que podrán monitorear y remodelar la producción de dispositivos según la demanda.
¿Cuáles son las ventajas de la automatización industrial?
Se pronostica que el mercado global de automatización en la industria crecerá a una tasa compuesta anual del 9,8% entre 2021 y 2029. Los datos de Fortune Business Insights indican que se espera que el mercado alcance los 395,09 mil millones de dólares en 2029.
La tecnología 5G, el IoT industrial, la robótica, las fábricas inteligentes y la industria 4.0 son los principales factores que impulsan el mercado.
Pero también podemos mencionar algunas razones para ello: las ventajas de la automatización industrial. Descubre algunos:
Ahorro de costes
La automatización de procesos industriales reduce los costos operativos, ya que reduce el consumo de energía, materias primas e insumos, además de evitar errores y pérdidas por retrabajos, desperdicios o defectos.
También reduce los costos laborales al reducir la necesidad de contratar, capacitar y supervisar empleados.
Productividad incrementada
Una consecuencia positiva de la automatización es el aumento de la productividad, ya que acelera el ritmo de producción, elimina cuellos de botella y tiempos de inactividad, aumenta la disponibilidad y confiabilidad de los equipos y mejora la calidad y estandarización de los productos.
Asimismo, aumenta la capacidad de producción, ya que permite aprovechar al máximo el espacio físico y los recursos disponibles.
Mayor seguridad para los empleados
Otro beneficio de la automatización en la industria es una mayor seguridad de los empleados.
A medida que la tecnología y las máquinas están presentes en la fábrica, se reduce el riesgo de accidentes laborales, enfermedades profesionales y exposición a entornos insalubres o peligrosos.
También podemos entender que mejora el bienestar de los empleados, ya que elimina tareas monótonas, repetitivas y agotadoras. Como resultado, se dedican a actividades más creativas, desafiantes y gratificantes.
Eficiencia en las operaciones
Uno de los puntos ventajosos de la automatización es la eficiencia en las operaciones. El gerente puede monitorear y controlar todas las etapas del proceso de producción en tiempo real, desde la planificación hasta la entrega.
Con un sistema de gestión, por ejemplo, es posible gestionar todo, desde la fabricación del producto hasta la distribución. Toda la información sobre la cadena de producción se registra y almacena.
La automatización también permite el seguimiento y trazabilidad de los productos, ayuda en el proceso de prueba y también en las etapas de verificación. Esto facilita la gestión de calidad, logística y postventa.
Flexibilidad de la línea de producción
La automatización también permite a la empresa producir según la demanda. Es un concepto llamado “justo a tiempo”, es decir, sólo cuando existe una verdadera demanda del producto.
Además, permite cambiar rápida y fácilmente configuraciones, parámetros y productos fabricados.
De esta manera, la línea de producción se vuelve más flexible, además de ágil y adaptable.
Proceso de mantenimiento simplificado
Finalmente, otra ventaja de la automatización industrial es la simplificación del proceso de mantenimiento.
Facilita los diagnósticos preventivos y predictivos, lo que previene fallos y averías de los equipos.
Además, permite realizar intervenciones remotas o automatizadas, lo que reduce el tiempo y coste de las correcciones.
La evolución de la automatización industrial a lo largo de los años
La automatización industrial no es un fenómeno reciente. Ha ido evolucionando a lo largo de los años en paralelo con el desarrollo tecnológico y los cambios sociales y económicos.
Comienza desde el momento en que la humanidad reemplaza los métodos de producción manual y comienza a reemplazar las máquinas.
En el siglo XVIII se crearon los primeros dispositivos semiautomáticos.
Sin embargo, no fue hasta el siglo XX, alrededor de la década de 1950, que este concepto se generalizó en la fabricación, con máquinas totalmente automatizadas.
Fue cuando muchas actividades realizadas manualmente comenzaron a realizarse mediante tecnología, lo que ayudó a optimizar la producción.
Después de la Segunda Guerra Mundial se crearon las primeras máquinas de control numérico, además de los sistemas de control.
En los años 1970 llegaron los ordenadores, que tenían la función de controlar grandes sistemas de automatización.
Pronto fueron reemplazados por una máquina más avanzada, el controlador lógico programable. Este fue diseñado especialmente para procesos industriales.
Finalmente, con la llegada de los años 1990 llegaron los avances en la tecnología informática con alta capacidad de procesamiento.
Esto permitió que los sistemas se volvieran más eficientes, además de más rápidos y confiables. La producción aumentó su escala y redujo costos, lo que generó más ganancias para las empresas.
Con la evolución de la automatización industrial, podemos comprender mejor su impacto en las empresas.
¿Cómo se han visto afectadas las empresas por todos estos cambios?
Los cambios provocados por la automatización industrial han impactado a las empresas de varias maneras, tanto positivas como negativas.
Además de las ventajas ya mencionadas, podemos mencionar algunos impactos, como:
- Mayor competitividad: las empresas logran destacarse en el mercado, ya que ofrecen productos de mayor calidad, menores costos y mayor valor agregado a los clientes.
- Reducción de mano de obra: hay menos necesidad de contratar trabajadores para realizar tareas repetitivas, monótonas o peligrosas, que pueden provocar desempleo o exigir cualificaciones profesionales.
- Mejora de las condiciones laborales: se produce una mejora en las condiciones laborales de los empleados, al eliminarse riesgos de accidentes, enfermedades y estrés, además de proporcionar mayor autonomía, creatividad y satisfacción.
- Innovación continua: se fomenta la innovación continua de procesos, productos y servicios, ya que es posible utilizar datos y tecnologías en la automatización industrial para identificar oportunidades, resolver problemas y satisfacer las demandas de los clientes.
Ahora sabes mucho sobre qué es la automatización industrial, qué hace, cómo funciona y sus impactos, ¿verdad?
Entonces, ¡es hora de ver algunos ejemplos de sectores que aprovechan este proceso!
Automatización industrial: ejemplos de sectores que pueden beneficiarse
La automatización de procesos industriales se puede aplicar en diferentes sectores de la economía, desde la agricultura hasta los servicios. Vea:
- Automoción: contribuye a la fabricación, montaje, pintura y pruebas de vehículos, mejorando el rendimiento, el diseño y la fiabilidad.
- Textil: colabora en el hilado, tejido, teñido y acabado de tejidos, aumentando la variedad, calidad y competitividad.
- Alimentos: asistencia en la preparación, procesamiento, envasado y distribución de alimentos, garantizando la higiene, seguridad y trazabilidad.
- Metalúrgico: contribuye a los procesos de fundición, laminación, mecanizado y soldadura de metales, optimizando el consumo de energía, materias primas y tiempo.
- Farmacéutico: ayuda en la investigación, desarrollo, producción y control de calidad de medicamentos, garantizando la eficacia, seguridad y cumplimiento.
- Agricultura: la automatización puede ayudar en el riego, la siembra, la cosecha, el almacenamiento y el transporte de productos agrícolas, aumentando la productividad, la calidad y la sostenibilidad del sector.
¿Cuál es la relación entre la automatización industrial y la industria 4.0?
La Industria 4.0 es un concepto que representa la cuarta revolución industrial, caracterizada por la automatización de procesos industriales y la integración de diferentes tecnologías, como la inteligencia artificial, la robótica, el internet de las cosas y la computación en la nube.
El objetivo es promover la digitalización de las actividades industriales para mejorar los procesos y aumentar la productividad.
La automatización industrial es, por tanto, uno de los principales pilares de la industria 4.0. Se trata de una relación de sinergia y complementariedad, ya que ambas tienen como objetivo hacer que las fábricas sean más inteligentes, eficientes y flexibles, satisfaciendo las demandas de los clientes y del mercado.
Permiten que las máquinas y equipos industriales puedan operar de forma autónoma, comunicándose entre sí y con otros sistemas externos, recopilando y analizando datos en tiempo real y adaptándose a los cambios del entorno.
Una carrera en automatización industrial.
Contar con un empleado con un curso en automatización industrial puede resultar muy ventajoso para tu negocio.
Si lo miramos desde la perspectiva de un técnico o ingeniero, esta carrera es una de las más prometedoras del mercado actual. Después de todo, como se ve, está creciendo.
Es responsable de diseñar, desarrollar, implementar, operar y mantener sistemas automatizados en industrias de diferentes segmentos.
Como existe demanda en varios sectores de la economía que utilizan sistemas automatizados, el mercado laboral para estos profesionales es amplio y diverso.
¿Y cuál es el salario de un técnico en automatización industrial? ¿Qué pasa con un ingeniero de automatización?
Según el sitio Glassdoor , el salario medio nacional para el puesto de técnico en automatización industrial es de casi R$ 4.000,00. Para el puesto de ingeniero de automatización, cuesta casi R$ 9.500,00.
Además del curso técnico en tecnología de automatización industrial, existen cursos de educación superior en ingeniería eléctrica, mecánica, mecatrónica, control y automatización que cubren este sector.
Por todas estas razones, una carrera en automatización de procesos industriales es una gran opción para quienes disfrutan de la tecnología, la innovación y los desafíos.
Y, hablando de tecnología, un sistema de gestión dirigido a la industria puede aportar aún más asertividad al trabajo de estos profesionales.
Tecnologías TOTVS para industrias
TOTVS es una empresa de tecnología líder en Brasil, que ofrece soluciones completas para la industria. Con un portafolio diversificado, atendemos las necesidades específicas de cada segmento industrial, como la fabricación discreta o por procesos.
Nuestras tecnologías para la industria cubren varios aspectos. A continuación, te señalamos algunas soluciones para que conozcas:
- ERP para la Industria Textil: software especializado en la cadena de producción textil, desde la industria hasta el comercio minorista, desde la distribución hasta la venta.
- ERP para Manufactura: para gestionar todas las etapas del proceso de producción industrial, desde el backoffice hasta la fábrica, en fabricantes de todos los segmentos y tamaños.
- APS: optimiza la planificación y programación de la producción industrial, considerando limitaciones de recursos, demandas, plazos y prioridades. Está integrado a los sistemas de Fabricación TOTVS de las líneas Protheus y Datasul.
- MES: para gestionar todos los procesos productivos de la industria, desde la planificación hasta la ejecución, seguimiento y control de las variables de planta. Ideal para integrar maquinaria de fábrica en el sistema de gestión de producción.
Las soluciones TOTVS para la industria son modernas, flexibles y escalables, y pueden adaptarse a las necesidades específicas de cada segmento y tamaño de la industria.
Además, las soluciones de TOTVS para la industria son compatibles con las tendencias de la industria 4.0, como el internet de las cosas, la inteligencia artificial y la computación en la nube.
Conclusión
Como se ve en nuestra guía, la automatización industrial es una realidad que ha ido transformando el sector industrial en todo el mundo.
Está estrechamente relacionado con el concepto de industria 4.0, que se caracteriza por la digitalización de las actividades industriales y tiene como objetivo hacer que las fábricas sean más inteligentes, eficientes y flexibles.
Mediante la aplicación de tecnologías avanzadas en los procesos productivos, aporta beneficios como aumento de productividad, reducción de costos, mejora de la calidad y mayor seguridad.
El impacto en diferentes industrias, como la agricultura, la automoción y la farmacéutica, es positivo. Una mayor competitividad, mejores condiciones laborales y una innovación continua son sólo algunos ejemplos.
Sin embargo, para adaptarse a los cambios y exigencias del mercado actual, para aprovechar estas ventajas, las industrias necesitan apoyarse no sólo en buenos profesionales técnicos en la materia, sino en soluciones tecnológicas que puedan automatizar e integrar sus procesos.
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