Definición de conceptos

Automatización

La automatización es el conjunto de elementos o procesos informáticos, mecánicos y electromecánicos que operan con mínima o nula intervención del ser humano. Que tiene como objetivo mejorar la productividad de una empresa, así como las condiciones de trabajo del personal, también reduce los costes de la producción y mejora la calidad de la misma.

Un sistema automatizado consta de dos partes principales:

Parte operativa: Es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores  de las máquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera, etc.

Parte de mando: suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada) . En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.

Como funciona la automatización

Se realiza gracias a los sistemas de control o automatismos industriales que incorporan aplicaciones de software en la industria robótica. El objetivo es la implementación y mantenimiento de equipos electrónicos industriales que recogen y procesan los datos que reciben desde:

- Sensores, células y cámaras.

- Transmisores de campo.

- Sistemas de transmisión.

- Diferentes tecnologías que puede incorporar, desde visión artificial, Inteligencia Artificial o sensores infrarrojos.

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.

 Historia de la automatización

 Prehistoria

Las primeras máquinas simples sustituían una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un objeto pesado con un sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron capaces de sustituir la energía humana o animal por formas naturales de energía renovable, tales como el viento, las mareas, o un flujo de agua.

Todavía después, algunas formas de automatización fueron controlados por mecanismos de relojería o dispositivos similares utilizando algunas formas de fuentes de poder artificiales -algún resorte, un flujo canalizado de agua o vapor para producir acciones simples y repetitivas, tal como figuras en movimiento, creación de música, o juegos. Dichos dispositivos caracterizaban a figuras humanas, fueron conocidos como autómatas y datan posiblemente desde el año 300 AC.

Siglo XIX

En 1801, la patente de un telar automático utilizando tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revolucionó la Industria textil.

La parte más visible de la automatización actual puede ser la robótica industrial. Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad más estrecho, mayor eficiencia, integración con sistemas empresariales, incremento de productividad, y reducción de trabajo humano. Algunas desventajas son requerimientos de un gran capital, decremento severo en la flexibilidad, y un incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación. Por ejemplo, Japón ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales cuando encontraron que eran incapaces de adaptarse a los cambios dramáticos de los requerimientos de producción, no siendo posible justificar sus altos costos iniciales.

Siglo XX

Ya en el siglo XX comenzó a desarrollarse una diferenciación entre la primera revolución industrial, cuyo núcleo estaba centrado en la mecanización (máquina de vapor, telar mecánico) y se inició a fines del S. XVIII y lo que se llamó recientemente la segunda revolución industrial (en la segunda mitad del siglo XX) que se centraba en torno a la automatización de la industria.

La automatización había existido por muchos años en una escala pequeña, y para mediados del siglo XX aún utilizaba mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de manufactura. El concepto solamente llegó a ser realmente práctico con la adición (y evolución) de las computadoras digitales, cuya flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales con la combinación requerida de velocidad, poder de cómputo, precio y tamaño, como para ser aplicadas en la industria, empezaron a aparecer en la década de los años 1960. Antes de ese tiempo, las computadoras industriales eran exclusivamente computadoras analógicas y computadoras híbridas. Desde entonces las computadoras digitales tomaron el control de la mayoría de las tareas simples, repetitivas, tareas semi-especializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la producción e inspección de alimentos. Como un famoso dicho anónimo dice, "para muchas y muy cambiantes tareas, es difícil reemplazar a los seres humanos, quienes son fácilmente vueltos a entrenar dentro de un amplio rango de tareas, más aún, son producidos a bajo costo por personal sin entrenamiento".

Ventajas y desventajas de la Automatización

Beneficios

Repetición permanente: En los procesos ya depurados, este se repite continuamente sin alteraciones ni fallos, lo que permite producir de forma ininterrumpida con una disponibilidad 24 h. Esta ventaja es especialmente interesante en empresas con una marcada estacionalidad en la producción, que presenta incrementos muy marcados.

Niveles de calidad óptimos: La automatización permite ejecutar los procesos con un nivel de precisión mucho más elevado que en un proceso manual. Las medidas, pesos o mezclas se calculan con la mínima unidad. Además, no se producen tiempos muertos ni interrupciones por errores o cambios en el proceso.

Ahorro de costes: Una vez automatizado un proceso, se necesita menos personal de base en la cadena de producción. Por otra parte, la automatización aumenta la eficiencia energética y de uso de materias primas. Así, se reducen los costes asociados a suministros y stock.

Tiempo de producción: Dada la eficiencia y precisión del proceso automatizado, se reduce significativamente el tiempo de producción.

Seguridad del personal: Se incrementa la seguridad del personal, especialmente en procesos que incluyen grandes pesos, temperaturas elevadas o entornos peligrosos (con productos químicos nocivos, radioactivos…).

Producción más flexible: La automatización permite adaptar el producto a las características y requerimientos específicos de cada empresa. Además, permite realizar tareas imposibles de llevar a cabo de forma manual.

Mejora del flujo de datos: Se produce una mejor integración en las redes de comunicación de datos, lo que permite reducir el tiempo de reacción ante cambios o alteraciones en la producción, así como tomar decisiones más precisas.

Ventaja competitiva: Todo lo expuesto aumenta la competitividad en el mercado, ya que se puede dar una mejor respuesta a las necesidades de este, ofrecer productos de mejor calidad en menor tiempo, reaccionar de forma más rápida y flexible a los cambios.

Desventajas

Personal especializado: El personal necesario para gestionar procesos automatizados es más especializado, por lo que puede ser más difícil de encontrar y más caro de contratar.

Coste de la inversión: Para algunas empresas, el coste inicial de la inversión puede percibirse como elevado, si no tienen en cuenta el ROI.

Dependencia tecnológica: En función del proveedor escogido, y dada la elevada especialización de alguna maquinaria, la empresa puede verse ligada por contratos de mantenimiento o necesidades de desarrollo específicas.

Obsolescencia tecnológica: En cualquier tipo de industria existe el riesgo de obsolescencia, por lo que el proyecto inicial debe tener en cuenta la amortización de la inversión y el ROI, entre otros factores.