Automatización industrial. ¿Qué es la automatización y cómo funciona?

¿Qué es la automatización industrial?

El significado de automatización hace referencia a los trabajos realizados por un operario humano y que en la Industria 4.0 pasan a ser automátizados y sustituidos por una máquina automática, un software informático o por un robot.

El proceso de automatización implica mejorar los tiempos de ciclo, la productividad, la calidad del proceso y la competitividad de la empresa. Trabajar este último aspecto es de gran relevancia para las empresas. La globalización ha favorecido las importaciones y exportaciones de productos, convirtiendo el proceso de automatización en un elemento clave y diferenciador para seguir siendo competitivo y eficiente respecto a tus competidores.

Objetivos y para qué sirve la automatización de los procesos

Como introducción a la automatización podemos señalar que el principal objetivo de la automatización de los procesos de una empresa es lograr ser más eficientes mediante el aumento de la productividad. Todo ello se realiza a la vez que se mantiene o se mejora la calidad del producto.

Robots con los que se automatiza un proceso

En la automatización industrial existen numerosos métodos de automatizar un proceso por medio de robots, ya sean por medio de robots móviles o robots industriales. Os dejamos unos ejemplos.

¿Qué es un Sistema de Producción Automatizada?

Se denomina sistema de producción automatizado a un trabajo que una máquina o autómata realiza por sí sola, es decir, sin la intervención de un ser humano al ser controlada por un programa informático.

Si hablamos de los principios de la automatización de una máquina industrial que transfiere tareas de producción a un sistema automatizado, podemos dividirlo principalmente en tres partes esenciales, que son sistema máquina producto:

Ventajas de la automatización industrial de los procesos

Son numerosos los beneficios que ofrecen los sistemas automatizados de un proceso repetitivo, entre los que destacamos:

• Una automatización flexible mejora la eficiencia de los procesos productivos a la hora de desarrollar las tareas.
• Mejora la calidad del producto al reducir el índice de errores y aumentar la precisión gracias a las pinzas de sujeción para robots.
• Mejora la gestión y el control logístico de los materiales, del stock y de los diferentes elementos del proceso productivo .
• Aumento de la productividad de la empresa al ahorrar tiempo en la ejecución.
• Reducción de costes de producción al reducir el personal humano.
• La manufactura automatizada favorece la competitividad de la empresa .
• Seguridad laboral. Reduce el estrés, la fatiga y los accidentes al sustituir las maquinas a las personas en los trabajos más peligrosos o perjudiciales para la salud.

Desventajas de la automatización

Si la definición de automatización invita a pensar que se trata de una adaptación tecnológica sencilla y rápida sobre los diferentes elementos de la producción. Por desgracia la realidad dista mucho de ser así:

• Un sistema automatizado requiere de altas inversiones iniciales.
• En función del proceso en el que se aplique, dificulta la flexibilidad de adaptación a diferentes trabajos.
• Requiere de un estricto control de mantenimiento de los automatismos industriales y prevención del desgaste de las piezas y de los equipos automatizados.
• Una máquina automática de momento no puede competir con la precisión que tiene un humano para detectar ruidos que puedan advertir de un fallo de un componente o el desgaste de un material.
• En el aspecto social se genera una pérdida del empleo que en función del sector puede ser más pronunciada.

¿Qué son los Sistemas de Control Distribuido? La pirámide de la Automatización

El DCS, que es el acrónimo de Sistema de Control Distribuido, un sistema de automatización que consta de cinco niveles. Se identifica como la Pirámide de la Automatización y van desde el nivel 1 en el inferior hasta el nivel 5, que es el superior. Es evidente que todos los niveles de automatización se comunican entre los sistemas y los resumimos en:

• Nivel de campo. Hace referencia a los sensores y actuadores de una máquina o robot.
• Nivel de Control. Aglutina a los PLCs y a las Estaciones de Automatización.
• Nivel de Supervisión. Podemos resumirlos en Estaciones de Operación y Servidores de Proceso, en donde encontramos los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos (Scada) .
• Nivel de planificación (MES). Hace referencia a los sistemas que controlan desde un ordenador toda la información para poder procesarla y la ejecución de la producción (MES).
• Nivel de Gestión (ERP). Son los softwares de gestión destinados a la planificación de los procesos productivos y a la planificación de la empresa (ERP).

Interfaces hombre-máquina o hombre-computadora

Este concepto de interfaces define el modo en que un operario o personal de operación da una solución a un problema que una computadora detecta que está sucediendo en una máquina o en los diferentes elementos de un sistema de producción. Para ello se utilizan los PLCs que transmiten la información a un software. Estos datos pueden ser muy variados, y van desde que un ingeniero de estación monitorice las señales de temperatura, presiones o dar respuesta a una señal de alarma.

¿Cuáles son los tipos de automatización existentes por medio de las aplicaciones emergentes?

Dentro del concepto de automatización encontramos muchos sectores industriales susceptibles de ser automatizados. Algunos buscan la competitividad y el aumento de productividad, mientras que en otros se busca sustituir a los humanos en trabajos de riesgo por enfermedad, lesiones o porque son nocivos para la salud. Estas innovaciones pueden beneficiarse de la llegada de otras tecnologías como es el caso de la tecnología 5G.

5 ejemplos de tipos de automatización en la industria

Son numerosos los ejemplos de automatización que encontramos en el sector de la aeronáutica y la industria automovilística. Se trata de dos de los campos laborales en donde la automatización fija de las cadenas de montaje está aportando mayor beneficio. La producción en masa en el sector del automóvil permite robotizar las líneas de ensamblaje, que si por algo destacan, es por ser trabajos repetitivos y pesados.

Los procesos automatizados por medio de robots industriales y robots colaborativos o cobots, repercute directamente en:

• Reducción del índice de errores dada la precisión de las máquinas.
• Aumento de la producción gracias a los robots Industriales.
• Mayor eficiencia de las líneas de producción automatizadas de coches.
• Reducción de costes de producción.
• Aumento de la competitividad en el sector.

Existen sustanciales diferencias entre la Automatización Industrial y la Automatización del TI de una empresa que deben ser aclaradas.

Automatización de TI de una empresas

Definimos qué es la automatización de TI como al uso de una tecnología de la Información mediante softwares que son capaces de realizar procesos sin que intervenga una persona. También se puede resumir de forma muy básica como los sistemas de automatización de oficinas. Normalmente los sistemas TI son trabajos muy repetitivos que soportan un gran volumen de datos, por lo que son idóneos para ser automatizados por medio de plataformas informáticas.

• Aprovisionamiento automático del stock.
• Realización de pedidos por medio de una previsión más controlada.
• Control absoluto de los resultados de las actividades comerciales.
• Automatización de operaciones de negocios.

La automatización de la TI hace referencia a la Transformación Digital de las grandes corporaciones. Sus principales ventajas son:

• Ser más eficientes en el manejo de la información.
• Permite mejorar el soporte a sus colaboradores y clientes.
• Favorece la agilidad de la compañía y ser más resolutivos.
• Reducir los costes del proceso.
• Aumenta de la productividad al producir más en menos tiempo.
• Permite centrarse en la innovación y en la creatividad de las personas.

Automatización de la Industria Agrícola

El aumento de la demanda de alimentos para las próximas dos décadas requiere invertir en procesos de automatización que impulsen el sector y favorezcan el:

• Aumento de las cosechas
• Mayor eficiencia en su producción
• Mayor control de las plagas
• Reducción del impacto ambiental producido por los fertilizantes y plaguicidas.

Automatizar la Industria Minera

El sector minero se encuentra en plena transformación debido a las ventajas que le ofrece la automatización de sus procesos. Resumimos las que mayor impacto están teniendo:

• Desarrollo de vehículos robóticos de exploración y excavación.
• Reducción de los riesgos a los que están expuestos los mineros, como son los derrumbes de las minas y la exposición a los gases nocivos para la salud.
• Menor riesgo en la manipulación de explosivos.

Energías renovables

La búsqueda de la eficiencia energética no está exenta de la automatización de sus procesos. Principalmente se ha realizado un gran avance es en el área de control y gestión de los consumos, así como en la detección de las necesidades energéticas. En este campo son principalmente la energía eólica y la hidráulica las que más se han visto afectadas.

Ejemplos automatizados de otros sectores

Las células de trabajo automatizadas de las fábricas de componentes electrónicos, la industria farmacéutica y de la industria plástica, se están viendo beneficiadas del mismo modo que los sectores anteriormente mencionados.

La fabricación de componentes electrónicos a modo industrial, como pueden ser las placas impresas y los robots de Pick & Place, han presenciado un aumento sustancial en sus producciones. En la industria farmacéutica han logrado reducir los costes del emblistado de medicamentos y pastillas, así como el embalado del producto. Por último queríamos mencionar a la industria plástica, otro ejemplo, en donde los robots ahora son los encargados de extraer el material inyectado de los moldes, de terminar los acabados y de retirar el material sobrante.

Origen e Historia de la automatización industrial

La palabra automatización comenzó a utilizarse en Estados Unidos en 1947 cuando la empresa General Motors creó un departamento con este nombre. Fue una época trascendental con la aparición de máquinas con sistemas automatizados.

Desde los comienzos de la humanidad, concretamente desde la Prehistoria, hasta alcanzar la Era de la Robótica Industrial, el ser humano se ha caracterizado por buscar mecanismos, sistemas o máquinas simples con las que evitar tener que realizar esfuerzos pesados a los humanos.

• Uso de animales de carga y de transporte
• Creación de sistemas de poleas y de palanca, así como de mecanismos de relojería.
• Desarrollo de grúas con las que se desplazaban de forma mecánica objetos pesados y que con tanta sutiliza perfeccionaron los griegos y romanos.
• Desarrollo de sistemas que producían movimiento automático, como es el caso de los molinos de agua y de viento.

Los autómatas es como llamaban los griegos a los primeras máquinas en movimiento. Los cuales hace más de 2.000 años ya detectaron la importancia de la automatización.

Ese tal vez sea el punto de partida optimo, que con el paso de los siglos se fue perfeccionando. A finales del siglo XVIII y comienzos del siglo XIX se perfeccionó con el desarrollo de la máquina de Vapor y los telares automáticos. Esta última revolucionó la Industria Textil gracias a la aportación de Joseph Marie Jacquard.

Llegan los sistemas de automatización programables con la tecnología digital y los autómatas en el siglo XX

Si queremos saber el origen y qué es la automatización de procesos industriales debemos de remontarnos a mediados del s. XX. Ahí produjo una transformación irreversible de la Industria con los primeros sistemas de automatización programable. Las computadoras analógicas fueron sustituidas por las digitales y los autómatas, los cuales eran capaces de controlar procesos mecánicos simples y repetitivos de manera automatizada. Aquí comienza la historia del PLC, punto de partida en donde la automatización y la robótica industrial ha ofrecido salidas y soluciones innovadoras.

Repercusión de la automatización robótica industrial en la política fiscal

La automatización de los procesos produce significativas pérdidas de empleo en los países. Es una consecuencia de la eficiencia que se está alcanzando en las fábricas gracias a la automatización y la tecnología robótica. En la actualidad la incorporación de la Inteligencia Artificial al sector laboral está acelerando el proceso de desempleo y se prevé que se agudice en la próxima década.

¿Deben pagar impuestos las empresas por los robots? Renta básica universal

Son muchos los expertos que participan en el debate de si las empresas de robótica industrial deben de pagar impuestos por cada uno de los robots que instalan y que trabajan en ellas. En la actualidad un empresario tributa por cada trabajador y con ellos se preserva la sostenibilidad de un país. Si ese operario pierde el empleo al ser sustituido por un robot, ¿por qué no se debe de pagar impuestos por la actividad que genera?

El deterioro de la estructura social requerirá de medidas con las que contrarrestar los altos índices de desempleo. Sólo hay que mirar en los antecedentes de la automatización del s. XX para darse cuenta de la realidad. Son muchos los países en los que cada vez se menciona más la posibilidad de implantar una Renta Básica Universal para los desempleados. Con ella se pretende hacer frente a los riesgos derivados de la automatización.

Programación e ingeniería en robótica Industrial

La pérdida de puestos de trabajo se verá compensada con la incorporación al mercado laboral de un mayor número de profesionales cualificados. Principalmente se precisan en programación, en ingeniería mecatrónica y robótica industrial, así como especializadas en el mantenimiento y puesta en marcha de las máquinas automatizadas y de los softwares. Los jóvenes que hoy en día se divierten con los kits de robótica, deben ser los pilares de nuestro futuro.

Tecnologías relacionadas con la automatización Industrial robótica

Electricidad, electrónica y automatización, neumática industrial, oleohidráulica, mecánica, autómatas y PLCs, ingeniería de control y automatización, comunicaciones e informática, cibernética y robótica industrial.

Lista de los mejores libros de automatización en pdf, e-book y para descargar.

• Ingeniería de la automatización industrial. Ramón Piedrafita Moreno.
• Sistemas de control no lineal y robótica. Víctor Etxebarría Ecerrano.
• Desarrollo de un sistema Automatizado con tecnologías Innovadoras. Juan Carlos Belén Luna.
• Herramientas robóticas de automatización de procesos. Srikanth Merianda.
• Autómatas programables y sistemas de automatización. Enrique Mandado Pérez.
• Sistema electrónico de control para la teleoperación de un robot móvil. Geovanny Argudo.
• Apoyo en el desarrollo de proyectos de automatización industrial. Gustavo Urrea.
• Control numérico y Programación II. Sistemas de fabricación de máquinas automatizadas. Francisco Cruz Teruel.
• Planificación de la gestión y organización de los procesos de sistemas de automatización industrial. Florencio Jesús Cembranos.
• Manual de hidráulica, neumática y programación de PLC´s. Dionisio Alvarez Vilchis.
• Organización de la producción Industrial. Julio Juan Anaya.
• Sistemas de automatización y autómatas programables. Enrique Mandado Pérez.
• Iniciación a la automatización mediante ejercicios prácticos. Miguel López Ramírez.
• Automatización. Problemas resueltos con autómatas programables. Juan Antonio Lorite Godoy.
• Automatismos industriales. Roberto Bezos Sánchez.
• Integración de sistemas de automatización Industrial. Juan Manuel Escano González.
• Mantenimiento preventivo de sistemas de automatización industrial. Fernando Jiménez Raya.
• 50 ejercicios prácticos de Automatización. Miguel López Ramírez.
• Puesta en marcha de sistemas de automatización industrial. Francisco martín Antúnez.
• Automatización de maniobras industriales mediante autómatas programables. Juan Pérez Cruz.

Revista de Robots te recomienda:

• Conoce a los Vehículos Autónomos AGV
• Descubre las mejores empresas de robótica de Sevilla
• Tipos y características de los robots