El avance de la digitalización en la industria del metal

Camino hacia la interconexión a través de interfaces abiertas / La exposición especial de la AMB y el congreso „Digital Way“ favorecen a la industria de fabricación

En el camino hacia la digitalización las interfaces de los medios de producción representan un importante cuello de botella para la interconexión. En la Industria 4.0 no solo deberán registrarse los datos recibidos, sino que deberán transmitirse también con independencia del fabricante. La estandarización es la única manera de superar ese obstáculo.

Este será uno de los temas de la nueva exposición especial y congreso "Digital Way" en la AMB, la feria internacional de la metalurgia, del 18 al 22 de septiembre de este año en Stuttgart.

Actualmente las máquinas-herramienta ya alcanzan un alto grado de perfección. Sin embargo, quien en un futuro desee obtener mejoras económicas importantes y así también beneficios, podrá conseguirlo únicamente en combinación con los demás componentes del sistema completo e incluso a nivel interempresarial. Así, según el estudio "La Industria 4.0 en medianas empresas“ de la consultora Deloitte de 2016, el 90 % de las empresas medianas asocian el concepto de Industria 4.0 sobre todo con sistemas conectados digitalmente.

La iniciativa de la VDW debe preparar el camino

De eso también se ha percatado la Asociación alemana de fabricantes de máquinas-herramienta (VDW). Con su iniciativa de la industria presentada hace poco, la VDW mostró un plan de trabajo concreto sobre cómo estandarizar las interfaces de las máquinas. "El objetivo es desarrollar e implementar a nivel técnico de software un estándar para la conexión de los diferentes controles de máquinas a una interfaz común: un conector", afirmó el Dr. Heinz-Jürgen Prokop, presidente de la VDW, con motivo de la presentación.

Primero se debe elaborar una especificación de interfaz. Una pila de conectores servirá para que las señales procedentes de las diferentes interfaces de control se traduzcan al formato abierto OPC UA (Arquitectura Unificada OPC). Finalmente se implementará una puerta de enlace con la que se podrán conectar los diferentes sistemas informáticos y nubes vía protocolo estándar.

En la primera fase del proyecto participará un equipo de base con las empresas DMG Mori, Emag, Grob, Heller, Liebherr-Verzahntechnik, United Grinding y Trumpf, todas ellas expositoras de la AMB. Para United Grinding Group la estandarización y un lenguaje común de los sistemas son en todo caso la clave de las visiones actuales de la Industria 4.0. Christian Josi, jefe de proyecto HW/SW Engineering del miembro del grupo Fritz Studer AG: "Técnicamente la Industria 4.0 es realmente viable.

Sin embargo, si debido a intereses individuales no se produce una armonización de los estándares, las máquinas continuarán siendo soluciones aisladas".

A su vez DMG Mori ve la interconexión de la base instalada como una barrera todavía relevante actualmente para la ejecución de proyectos I4.0. El proyecto VDW deberá facilitar a los fabricantes de máquinas-herramienta la conexión de máquinas y la evaluación de datos sistemática y casi a tiempo real. Los conectores podrían ayudar además a conectar diferentes máquinas de proveedores externos para poder llevar a cabo servicios basados en datos o aplicaciones de IO.

Interfaces: un tema de la "Digital Way"

Los primeros resultados de la iniciativa se publicarán en el primer trimestre de 2018, los siguientes avances podrían llegar para la AMB. Estos van a desempeñar con toda seguridad un papel clave como pioneros de la Industria 4.0 en la práctica en la exposición especial y congreso "Digital Way". En ella se ofrecen una conferencia de expertos y una exposición paralela. Las presentaciones de casos interactivas mostrarán la combinación de procesos interconectados en la empresa y su valor añadido.

Thomas Hösle, Director General de Elabo, una filial del grupo Euromicron, aclara que la estandarización va a ser un tema central. Quiere suprimir los prejuicios, tales como que faltan estándares para la digitalización, que los costes para la puesta en práctica son demasiado elevados y especialmente que las pequeñas medianas empresas no disponen del personal necesario: "Ahora se trata de vencerlos y no dejar pasar esta tendencia". Con la fábrica inteligente de Elabo y la participación de muchos expositores de la AMB, esto se podrá experimentar en vivo en la entrada este.

Especialmente los fabricantes de controles tienen que favorecer el flujo de datos en y sobre todo desde las máquinas-herramienta. No siempre lo hacen con entusiasmo, ya que muchas veces ello implica un elevado know-how del producto. Michael Marzluff, Subdirector de División CNC Europe Mechatronics CNC de Mitsubishi Electric Europe no lo ve así. Él acoge con satisfacción una estandarización: "Los clientes finales, es decir los clientes de nuestros clientes, dicen que pueden conectar mucho más rápido las máquinas basándose en un estándar; tenemos que poder atender ese estándar, porque es una necesidad del cliente". Por ello, ya se prevé en el programa un módulo de puerta de enlace IO.

También los fabricantes de máquinas se benefician

El fabricante de máquinas-herramienta Emco ve grandes ventajas para el cliente en las interfaces estandarizadas a la hora de conectar máquinas en parques de máquinas heterogéneos. Para Emco —con controles de Siemens, Fanuc y Heidenhain— "una interfaz común tanto para el desarrollo así como para la venta de las máquinas conllevaría simplificaciones", afirma el Dr. Christian Klapf, Director de Investigación y Desarrollo.

Por ello, ya se ha llevado a cabo el proyecto de investigación "OPC4Factory" junto con el Instituto de ingeniería industrial y tecnología láser de alta potencia (IFT) de la Universidad Técnica de Viena. Para ello se desarrolló un servidor OPC-UA con un modelo de información para el control WinNC de Emco. Klapf: "Vamos a combinar los resultados del proyecto y los de la iniciativa de la industria de VDW y así planearemos los siguientes pasos". En la AMB 2018 se quiere mostrar cómo las diferentes máquinas de Emco con diferentes controles se comunican a través de un estándar y se pueden conectar con otros parques de máquinas heterogéneos.

Jonas Ruesch, Director de Desarrollo de Software de Transformación Digital de GF Machining Solutions confirma el efecto positivo de un estándar: "Una interfaz estandarizada para controles de máquinas es un requisito básico para la puesta en práctica de aplicaciones flexibles como las que requieren nuestros clientes en torno a la Industria 4.0". Y una pila de conectores, tal y como prevé la iniciativa de VDW, reduciría significativamente los gastos de desarrollo de soluciones independientes del control. Por cierto, eso también sería una condición importante para la producción de productos individualizados con tamaño de lote uno, porque "así se podría por ejemplo reducir considerablemente el tiempo de reequipamiento". En GB se quiere encontrar la manera de "poder enlazar hacia una representación uniforme" el modelo de datos del control de la máquina con el resto de datos que se procesan en las máquinas.

El estándar corresponde a la necesidad del cliente

A día de hoy, Kasto debería poder "integrar sus sierras sin esfuerzo en un flujo de material digitalizado y controlado de manera uniforme", manifiesta Sönke Krebber, miembro de la Dirección. Por lo tanto, deberían evitarse dentro de lo posible las interfaces innecesarias – la razón por la que se "apoya con fuerza" la iniciativa de la industria. Kasto ya es miembro en un consorcio de fabricantes líder de sierras y herramientas, así como de diferentes centros de investigación para desarrollar un concepto para la interconexión en la tecnología de serrado. "La base es un estándar de comunicación uniforme que tenga en cuenta todos los principales datos de proceso y que permita un acceso controlado de lectura y escritura para todos los socios de producción".

También las herramientas de precisión se benefician de la digitalización y la interconexión. El Dr. Niklas Kramer, Director del Segmento Producto e Industria en Sandvik Tooling Alemania afirma: "En general, la digitalización supone para nosotros la oportunidad de poner a disposición de nuestros clientes conocimiento de aplicaciones de forma directa y específica". Pero para poder asesorar correctamente, se debe tener conocimiento del estado inicial.

"Los datos de contexto concretos de la máquina-herramienta son un gran avance en ese sentido, cuanto más sencillos y uniformes estén a nuestra disposición, mayor será el beneficio para el usuario".

Kuka, el fabricante de robótica busca la interconexión a través de la nube. "No solo el robot, sino la máquina-herramienta y otros dispositivos de la producción pueden conectarse a la nube de Kuka, para recopilar los datos y analizarlos para poder optimizar los procesos de producción", explica Winfried Geiger, Director de Desarrollo de Negocios. Kuka mostrará cómo será esto en la práctica en la próxima AMB con una célula robótica conectada y completamente automatizada en la que se han integrado dos centros de mecanizado Heller. Todos los componentes activos están conectados entre sí y con la nube de Kuka a través de la Connectivity Box de Kuka.

Entrevista: Cuatro preguntas al catedrático Eberhard Abele, director del PTW (Instituto de gestión de la producción, tecnología y máquinas-herramienta de la Universidad Técnica de Darmstadt)

Catedrático Abele, ¿son las interfaces un obstáculo en el camino hacia la digitalización? ¿Se dirige la iniciativa de la industria de VDW en la dirección correcta?
¡Por supuesto que sí! Los gerentes de las empresas y sobre todo los planificadores de producción tienen que planear muchos medios de producción distintos, comprar e interconectar cada vez más. Los planificadores no disponen de tiempo para invertir mucho esfuerzo en la problemática de la interconexión. Por lo tanto, supondría una ayuda inmensa si se dispusiera de un estándar con independencia del fabricante. La Industria 4.0 solo podrá avanzar en la producción si la interconexión de los componentes se vuelve lo más sencilla posible.

¿Un estándar de interfaz así no debería ser aplicable a nivel mundial para tener éxito?
Aunque nadie puede saber cómo va a evolucionar el mundo, desde luego sería conveniente si se pudieran establecer los estándares en este caso. Parece casi una ley natural el hecho de que quien establezca los estándares tenga ciertas ventajas en el mercado. Creo que hay posibilidades porque Alemania es una de las naciones líder en la construcción de máquinas-herramienta.

Actualmente hay un gran número de nuevas plataformas en el sector de fabricación que pretenden simplificar el intercambio de datos a través de la nube. ¿Existe de nuevo riesgo de dispersión?
Detrás de esas plataformas se han formado diferentes alianzas como por ejemplo Mindsphere de Siemens, Axoom de Trumpf, o Adamos de DMG Mori entre otras. Por el momento es difícil saber adónde conducirá el viaje, pero a largo plazo seguro que no habrá una única solución. Ya por el hecho de que hay empresas que son muy uniformes con la selección de los medios de producción y preferirán la solución que recomiende su fabricante de máquinas.
Por otro lado, hay miles de empresas de producción que trabajan con un gran número de fabricantes. Éstas se decidirán por plataformas más bien abiertas.

La exposición de innovación del PTW es uno de las más destacadas de la AMB. ¿Sabe ya lo que va a mostrar?
Seguro que mostraremos soluciones concretas sobre el tema Industria 4.0, así como verdadera tecnología puntera. Los visitantes de la feria apenas pueden abarcar toda la variedad que ofrece la AMB que ahora es aún más grande. Por ello, nos hemos propuesto mostrar todos los avances de futuro relevantes concentrados en un solo lugar. Gracias a las visitas guiadas en nuestro stand también se explican y clasifican las cosas.