Como indicador de rendimiento integral, la eficacia general del equipo (OEE, por sus siglas en inglés) puede desempeñar un papel importante a la hora de conseguir que los recursos de fabricación sean más productivos. No obstante, las dificultades para recopilar los datos necesarios para calcular la OEE a menudo han impedido que se utilice para mejorar los sistemas de plantas industriales antiguas. Ahora existe una solución que permite acceder fácilmente a los datos de funcionamiento de equipos aislados digitalmente y beneficiarse de la adquisición, armonización y análisis automatizados, incluida la monitorización de la OEE en tiempo real.
Los sistemas de fabricación conectados con acceso a la última tecnología pueden recopilar y evaluar una gran cantidad de datos técnicos y operativos para implementar el tipo de soluciones previstas para la Industria 4.0 y la internet industrial de las cosas (IIoT). Estas características pueden ser fácilmente previsibles en proyectos de plantas industriales de nueva construcción que empiezan más o menos desde cero. No obstante, para la mayoría de los gerentes de plantas, la realidad es un poco más complicada.
"Una empresa no puede simplemente derribar todas sus instalaciones y partir de cero", explica René Blaschke, experto de B&R para la integración de la IIoT en plantas industriales antiguas. Cuando se trata de adaptar equipos antiguos a las nuevas soluciones de IoT industrial, el primer paso es encontrar una forma de automatizar la recopilación y la armonización de sus datos de funcionamiento. A continuación, debes empelar estos datos para calcular la OEE, que revela las pérdidas de productividad y sirve como base para mejorar el rendimiento general.
Adquisición automatizada de los datos de plantas industriales antiguas
Hasta el día de hoy, no es raro ver cómo los operarios de las máquinas anotan los datos de funcionamiento en un bloc de notas con un lápiz. "Estos datos acaban en el escritorio de un analista para su procesamiento", comenta Blaschke. Este hecho no solo queda lejos del ideal de los análisis en tiempo real en la era digital, sino que es poco realista esperar que los operarios de cada turno registren sus datos de una manera uniforme y estandarizada. "Esto ha sido un notable problema a la hora de adquirir los datos de producción", observa Blaschke. También hace que sea muy difícil comparar el rendimiento en diferentes máquinas.
Los equipos de fabricación industrial tienen una vida útil particularmente larga. Con máquinas que normalmente funcionan durante 25 o 30 años, una que se instaló hace 15 años puede funcionar fácilmente durante otra década. Para una empresa que desea implementar la Industria 4.0, se trata de un tiempo de espera demasiado largo. "Así, lo que se necesita es una forma de llenar el vacío para la vida útil restante de los equipos que se encuentran en plantas industriales antiguas", comenta Blaschke.
Para los gerentes de planta, esto significa encontrar una forma fiable de recopilar y analizar datos de maquinaria y equipo que de otra manera carecerían de la conectividad necesaria. Con su nuevo concepto Orange Box, B&R ha demostrado que conseguirlo puede resultar sorprendentemente fácil. "Una Orange Box puede reducir considerablemente el tiempo de inactividad y aumentar la disponibilidad de las máquinas y líneas de producción actuales", comenta Blaschke. "De esta forma se consigue que todo el funcionamiento sea más productivo y rentable".
Notificaciones a través de smartphones
La Orange Box puede notificar los eventos más importantes a los operarios de las máquinas, como por ejemplo si se ha abierto una puerta de seguridad, directamente a su smartphone. Así pueden reaccionar de inmediato y reanudar la producción de la forma más rápida posible. Cuando la frecuencia de las paradas imprevistas está claramente documentada, resulta obvio dónde se pueden realizar mejoras específicas.
Se puede identificar un mayor potencial de mejora comparando la productividad entre máquinas, líneas de producción o turnos. "Muy a menudo, el hecho de realizar unos ajustes relativamente pequeños puede tener una enorme influencia sobre la productividad", explica Blaschke. Una mejor sincronización del mantenimiento y los tiempos de descanso es un ejemplo perfecto.
Tecnología sencilla
Desde un punto de vista técnico, el concepto de Orange Box es notablemente sencillo. Un control de B&R lee los datos de funcionamiento a través de canales de E/S cableados o directamente desde el control de la máquina utilizando protocolos de comunicación. La Orange Box lee los datos de los controles B&R, Siemens o Rockwell a través de los respectivos protocolos INA, ISO en TCP o EtherNet/IP, los convierte en mensajes OPC UA y los procesa.
"Los resultados, como por ejemplo el valor de la OEE, pueden mostrarse directamente en la máquina y/o pasarse a sistemas de nivel superior", explica Blaschke. La Orange Box dispone de un servidor OPC UA que permite que cualquier sistema de ejecución de fabricación (MES) o de planificación de recursos empresariales (ERP) pueda acceder a los datos. Cuando se utiliza como dispositivo Edge, la Orange Box también puede enviar datos a la nube.
Los mapps correctos para su solución
"Para que la Orange Box pudiera ofrecer las máximas ventajas posibles", recuerda Blaschke, "éramos conscientes de que debía ser fácil de configurar y de utilizar". Por ello, la solución se basa en los componentes modulares de software de la tecnología mapp. Los componentes mapp (o "mapps", para abreviar) están preprogramados para intercambiar información automáticamente. "Configurar un componente mapp no es más difícil que configurar una cuenta de correo electrónico".
Unos cuantos ajustes rápidos y mapp OEE ya estará listo para empezar a entregar los datos de la OEE de una máquina, por ejemplo. "No es necesario escribir una sola línea de código", destaca Blaschke. mapp OEE dispone de un componente HMI adjunto que funciona en segundo plano. Junto con mapp View, la solución de HMI basada en HTML5 de B&R, este componente puede mostrar contenido en tiempo real en cualquier dispositivo habilitado para la web. El cuadro de mando intuitivo ofrece una visión general de toda la información más importante.
Pagar para usar
La Orange Box no es un producto tradicional, sino una solución conceptual conformada por las necesidades particulares de cada cliente y cada máquina. Sus funciones específicas pueden adaptarse bajo pedido simplemente añadiendo los mapps adecuados. Puede configurar un sistema de alarma con mapp Alarm, por ejemplo, y utilizar mapp Tweet para avisar a los operarios de la máquina de las alarmas importantes mediante un correo electrónico o un mensaje de texto. Los estándares industriales como PackML también están incluidos en los mapps para facilitar su integración a la Orange Box.
"Como cliente, puede elegir exactamente las funciones que necesita", comenta Blaschke. "Y, al igual que sucede con las aplicaciones para smartphones, esas son las únicas por las que debe pagar". La funcionalidad de gestión de software ofrecida por la plataforma de tecnología mapp permite a los usuarios de la Orange Box instalar actualizaciones o nuevos componentes mapp a través de LAN, WLAN o una unidad flash USB.
Adaptado a las necesidades de los clientes
El software modular de la Orange Box se complementa con su hardware igualmente modular. La forma más compacta incluye un control compacto de 25 milímetros de ancho. "Eso y mapp OEE son todo lo que necesita para recopilar los datos necesarios y calcular la OEE de una máquina", explica Blaschke. Para las funciones más avanzadas, tales como la gestión de alarmas o el control de la energía, la solución puede ampliarse fácilmente con controles más potentes y componentes de software adicionales. Los clientes que quieran utilizar una interfaz de usuario moderna para la Orange Box también pueden añadir un panel de operario con un control integrado o una unidad de PC montada en el panel.
"Todo el hardware y software es completamente interoperativo", observa Blaschke. Los gerentes de planta pueden emplear distintas combinaciones de hardware y software en diferentes máquinas sin aumentar los gastos generales. La Orange Box permite, de una forma rápida y sencilla, sacar del aislamiento digital a los equipos de las plantas industriales antiguas para poder disfrutar de todas las ventajas que ofrece la era de la IoT industrial.
Autor: Carmen Klingler-Deiseroth, periodista independiente
Eficacia general del equipo (OEE, por sus siglas en inglés)
La eficacia general del equipo (OEE) es un indicador clave de rendimiento que se utiliza para realizar un seguimiento de la productividad de los recursos de fabricación. Los tres factores subyacentes utilizados para calcular la OEE son las relaciones entre las unidades satisfactorias y las unidades totales (factor de calidad), entre la velocidad de producción y la velocidad de diseño (factor de rendimiento) y entre el tiempo de actividad real y el tiempo de producción programado (factor de disponibilidad). La optimización completa de uno de estos factores, por ejemplo lograr eliminar los períodos de inactividad no planificados, daría como resultado una calificación del 100% para ese factor. Al multiplicar los tres factores se obtiene el valor de la OEE.
Dado que no existe un método universalmente aceptado para definir el nivel óptimo para cada factor, comparar las clasificaciones de la OEE en diferentes líneas de producción o instalaciones solo tiene sentido si los factores se calculan de manera uniforme.
"La Orange Box ayuda a aumentar la disponibilidad de la maquinaria y de los equipos".
René Blaschke, experto de B&R en IoT industrial para plantas industriales antiguas