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Festo presenta la plataforma ciberfísica VTEM (Parte 1)


En dos crónicas, todos los detalles de este nuevo componente para la neumática que ofrece un solo hardware, múltiples funciones, es configurable por apps y está pensado para la Industria 4.0.

Festo presenta la plataforma ciberfísica VTEM (Parte 1)

El pasado 4 de julio se celebró la conferencia de prensa que la alemana Festo ofrece anualmente. En esta ocasión, el evento tuvo lugar en las instalaciones que la empresa tiene en Bry-sur-Marne, cerca de París.

Festo lleva la neumática en su ADN, aunque  con el paso del tiempo ha ido modificando su oferta hacia una propuesta que intenta ofrecer la mejor versión de la integración de  neumática y electrónica. Con el tiempo, su 'motto' no ha cambiado mucho y consiste en ofrecer a sus clientes flexibilidad, velocidad y simplicidad. Ahora, dan un paso adelante en ese sentido: añaden el primer dispositivo ciberfísico.

Aunque Festo no necesita presentaciones, conviene recordar que fue fundada en 1925 en Esslingen y responde a la típica 'mittelstad' alemana, regentada por un grupo familiar desde el inicio, con una estrategia enfocada a largo plazo. En el 2016 las ventas ascendieron a 2.730 Millones de euros, un 4% más que el año anterior. Dispone de una plantilla de 18.800 empleados, una base superior a 300.000 clientes y una oferta compuesta por más de 30.000 referencias.

Festo y su estrategia 4.0

Según Ansgar Kriwet, Miembro del Comité Directivo de Ventas, la irrupción de la Industria 4.0 y el IoT propicia que se tengan que revisar ciertos aspectos estratégicos de la compañía, aunque, eso sí, tienen muy claro que en este nuevo paradigma 4.0 Festo seguirá proporcionando principalmente 'cosas'. A nivel estratégico, Kriwet ahondó en la disyuntiva que a veces surge y te lleva a elegir entre evolución y revolución. Su compañía lo tiene claro: apuesta por un modelo híbrido en que se prima, por un lado, el conocimiento en fabricación masiva de productos y, por el otro, en atender la necesidad de producir batches de una unidad (on-demand). Esta regla se la aplican tanto para ellos y sus productos, como para los equipos que fabricarán sus clientes. No en vano, uno de los lemas de Festo sigue siendo "contribuir a aumentar la productividad del cliente"; un objetivo inmutable, incluso frente al paradigma 4.0.

Ansgar Kriwet, Miembro del Comité Directivo de Ventas

En este sentido, según Kriwet, a nivel evolutivo es importante incrementar la automatización de sus fábricas para poder continuar produciendo en países desarrollados. En este contexto, es necesario asegurar un 'retraining' continuo para los trabajadores, con espacios educativos más integrados en las fábricas. Piensa que, con automatización óptima y personas con habilidades adecuadas, es posible seguir aumentando la colaboración entre hombre y máquina de forma sostenible y exitosa. De hecho, la digitalización de las fábricas debería de contribuir a conseguir este objetivo.

Luego está la parte de la estrategia que promueve la revolución. Aquí Festo está comprometido con distintas acciones. Una de ellas es la perseverancia de la compañía con su programa de biónica durante veinte años, buscando la elaboración de prototipos inspirados en la naturaleza, lo que ha generado múltiples frutos. Ideas como, la miniaturización, la superconductividad o la utilización de materiales avanzados aplicados con conceptos de colaboración y adaptación, entre otros, abren la puerta a múltiples posibilidades y nuevas aplicaciones.

Por su parte, Jean Michel Tasse, Director General en Francia, destacó que muchas pymes galas están expectantes con las ventajas potenciales de la Industria 4.0, pero también recordó que son relativamente conservadoras: se están iniciando con precaución, especialmente a través de proyectos pequeños y a riesgo controlado, de forma que pueden ir ganando experiencia y obtener un beneficio a corto plazo. La administración francesa y otras instituciones tienen distintos programas para impulsar la Industrie 4.0. Una de ellas es la Allianze pour l’Industrie du Futur, que agrupa a más de 4.000 empresas. Otra iniciativa en este ámbito se dirige al capítulo de formación, en este caso con la participación de Festo en el Master of Excellence in Mechatronics and Management 4.0 que se imparte en la Universidad Polytech de Lille.

Motion Terminal VTEM: un hardware multifuncional con apps

Julia Duwe, Directora de Future Motion Solutions de Festo, define el nuevo Motion Terminal VTEM como la fusión de mecánica, electrónica y software en un sólo componente. Según ella, podría asimilarse como lo que representa la FPGA en la electrónica, aunque en este caso aplicado a la neumática.

Ahora, con un solo componente hardware, es posible reemplazar hasta 50 componentes distintos. En la VTEM se integra tecnología piezoeléctrica, para el accionamiento de válvulas, con sensores de presión y posición, además de distintas apps que posibilitan elegir entre varias funcionalidades y parametrizarlas de forma adecuada. Cada VTEM tiene su dirección propia IP y basta con un simple navegador para poder acceder a toda su funcionalidad, sin necesidad de descargar ningún software adicional.

Características de la VTEM

En definitiva, según Duwe, la fórmula es simple pero potente: una sola tecnología de válvula, un controlador potente y un juego de apps inteligentes. Con el VTEM se reduce el stock, el espacio requerido en la aplicación y los equipos de control adicionales. Viene a ser como un edge computing 4.0 muy denso y compacto.

50 componentes en 1

En este contexto, las apps son clave para integrar funciones de manera casi ilimitada. Gracias a ellas, se reduce la complejidad en las instalaciones, se aceleran los procesos de ingeniería y se consigue que los tiempos de lanzamiento del producto al mercado sean más cortos.

Las válvulas están configuradas en grupos de 4 unidades con conexión en puente. Cada válvula es de asiento de membrana con 2/2 vías y servopilotada proporcionalmente por dos dispositivos piezoeléctricos, con sensores de posición y de presión integrados en el mismo cuerpo. A partir de ahí se pueden obtener múltiples configuraciones.

APPS MULTIFUNCIONALES

Las Apps disponen de juegos de parámetros preprogramados, de esta forma, la puesta en marcha puede llevarse a cabo con agilidad y rapidez. Inicialmente, en la fase de lanzamiento, se han previsto 10 apps distintas, para ir ampliando este número en el futuro y están relacionadas con las siguientes funcionalidades: control diferencial para válvulas, control direccional-proporcional, regulación de presión proporcional, regulación de presión proporcional basada en modelos, ECO Drive, nivel de presión seleccionable, soft stop, diagnóstico y detección de fugas, control de flujo de aire de entrada/salida y pre-establecimiento de tiempo de ciclo. Además, se ofrecen funcionalidades para diagnóstico y mantenimiento, que utilizan algoritmos de auto-optimización, como la detección de fugas o control eficiente de movimiento y del consumo.

 

Ejemplo de una app de la Motion Terminal de Festo

Programar sólo el tiempo de ciclo y listo

Una posibilidad atractiva es la de establecer un tiempo de tránsito o ciclo para un actuador, especialmente un cilindro neumático. Utilizando esta app, el sistema establece los parámetros y posteriormente controla las variables para que se cumpla el objetivo establecido, ahorrando mucho tiempo en una puesta en marcha. Otra app interesante es la que permite programar una detención suave del actuador (soft stop), de forma que se eliminan o mitigan los  golpes y vibraciones. Este aspecto resulta clave cuando se trata de una máquina que integra a varios cilindros.

Preselección del tiempo de ciclo. El resto queda programado y configurado automáticamente con esta app.

Eficiencia energética y más

Con la app ECO-drive es posible reducir el consumo de energía, limitando la presión del aire y desactivando su suministro cuando no sea necesario. Puede conseguirse hasta un ahorro del 70% de energía en determinados casos. En este sentido, la detección de fugas también puede economizar energía. Con los módulos CPX es posible incorporar multitud de opciones, como distintos módulos de E/S, tanto digitales o analógicos, por ejemplo. Además, a nivel de comunicación, puede utilizarse el protocolo OPC UA y diversos buses de campo.

DIGITAL TWIN Y QR

El VTEM es un componente ciberfísico y, por tanto, se proporcionan los recursos para facilitar la implantación del digital twin, de acuerdo con el protocolo RAMI 4.0. Otro aspecto interesante  es una etiqueta impresa que llevará cada VTEM, un identificador especial con código QR. La simple lectura del código se convierte en una puerta de entrada directa para acceder a toda la información y apps de este dispositivo. La utilización de este identificador se irá ampliando progresivamente hacia otros componentes de Festo.