IoT y automatización en el mantenimiento industrial

La revolución del Internet de las Cosas (IoT) ha llegado al sector industrial, donde es conocido como el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), y está representando un papel clave para automatizar los procesos de mantenimiento.

Lo que hasta hace poco parecía ficción en el sector del mantenimiento industrial, se ha hecho realidad gracias al IIoT y la automatización: un grupo de dispositivos que tienen la capacidad de comunicarse entre sí y de crear patrones de comportamiento de máquinas, que nos avisan de forma preventiva antes de que se produzca un fallo.

En este artículo veremos las ventajas competitivas que nos proporcionan los dispositivos IoT y algunas de las tecnologías que impulsan esta transformación, como la robótica, la inteligencia artificial (IA) y la realidad aumentada (RA).

Además, nos abriremos paso a través de las tecnologías de automatización en mantenimiento industrial mediante un enfoque de monitorización predictiva. El objetivo es que alcancemos una visión general de las transformaciones que el IoT está impulsando en esta área.

Muchas empresas han comenzado a implantar la automatización mediante el IoT en sus divisiones de mantenimiento industrial.

Para ello, han sustituido las tradicionales prácticas de mantenimiento correctivo por un mantenimiento preventivo planificado mediante la introducción de cambios en sus procesos, como:

• Sustituir las inspecciones correctivas por monitorizar en tiempo real el estado de la maquinaria, dando lugar a la transmisión continua de datos para su análisis. Gracias a los datos de rendimiento y la elaboración de patrones, es posible planificar tareas de mantenimiento predictivo.
• Automatizar y realizar de forma más segura ciertas tareas complejas que antes realizaban los técnicos, las cuales son propensas a errores humanos y riesgo de daños.
• Adaptar y optimizar la planificación de las operaciones de mantenimiento con el fin de aprovechar mejor los recursos, en lugar de realizarla de manera general.
• Generar una comunicación entre sistemas que facilite la coordinación y el diagnóstico temprano, en vez de optar por máquinas que trabajan de forma aislada.

El propósito de estos cambios es mantener la capacidad productiva durante el mayor tiempo posible, evitando interrupciones en el suministro y optimizando los recursos de producción mediante la aplicación de enfoques más modernos y eficientes.

Algunos beneficios de la automatización en el mantenimiento

Una vez implantada esta nueva forma de automatización en el mantenimiento industrial, comenzarán a verse las ventajas y mejoras de los procesos. Algunos de sus principales beneficios son:

• Ahorro de costes: la alerta temprana de posibles fallos junto a la optimización de recursos reducirán los gastos de mantenimiento de la empresa.
• Menos tiempos de parada: el enfoque de mantenimiento predictivo minimizará las interrupciones en la producción por averías.
• Mayor seguridad: los procesos que se automatizan disminuyen el riesgo de incidentes y accidentes.
• Incremento de la calidad: la detección temprana de fallos aumenta la precisión y reduce los defectos de fabricación, antes de que se conviertan en problemas mayores.
• Mayor productividad: una mejor planificación incrementa la eficiencia de las operaciones.
• Experiencia del cliente: un menor número de interrupciones y las entregas a tiempo incrementarán la satisfacción del cliente.

Mediante la automatización IoT del mantenimiento industrial es posible poner el foco en las acciones que aportan valor para el cliente, manteniendo la producción operativa durante el mayor tiempo posible.

Recolección automática de datos en la nube para un mantenimiento industrial eficiente

Veamos con un ejemplo cómo se aplica de forma eficiente el IoT en el mantenimiento industrial recopilando datos en la nube en cuatro fases:

1. Una fábrica perteneciente al sector alimentario cuenta con múltiples máquinas que trabajan sin parar. A cada máquina se le instalan sensores IoT que están midiendo factores como la temperatura, la vibración o el consumo eléctrico, entre otros factores. Estos sensores IoT generan datos en tiempo real sobre el estado de la maquinaria.
2. A continuación, gracias de nuevo al IoT, la información se envía de forma automática a la nube mediante una conexión a la red. Allí se almacena y se procesa utilizando herramientas de análisis de datos que permiten procesar grandes volúmenes de datos; el fin es identificar patrones, tendencias y posibles fallos.
3. Los resultados del análisis se presentan a través de paneles de control o aplicaciones web a los encargados de mantenimiento, que monitorizan el rendimiento de las máquinas y pueden detectar y clasificar los fallos. Así pueden generar informes de probabilidad preventiva de fallos.
4. Si los datos del IoT recopilados en la nube comienzan a mostrar algo inusual en una máquina, saltará un aviso antes de que ocurra una avería. Así se puede programar una revisión preventiva en lugar de esperar a una carísima reparación de emergencia. Por tanto, se optimiza el mantenimiento reduciendo las paradas no programadas.

La otra gran ventaja de la nube en la automatización en mantenimiento industrial es que ese mismo patrón se puede compartir para ver si se detecta en otra máquina similar, que puede estar ubicada en una fábrica al otro lado del mundo.

El proceso descrito se apoya en tecnologías como el IoT, la inteligencia de datos (big data) o la nube, que son fundamentales para la implementación de estrategias de mantenimiento predictivo y preventivo en entornos industriales. 

Cabe mencionar también otras tecnologías de vanguardia que se están sumando a la automatización del mantenimiento industrial, como la IA o la RA.

IoT y robótica

El IoT está transformando el campo de la robótica industrial, al permitir que los robots en las fábricas estén conectados a través de sensores e interfaces. 

Esta conectividad mejorada permite una mayor monitorización, control y optimización de los procesos, lo que se traduce en ganancias significativas de eficiencia y productividad en el ámbito industrial. 

La robótica conectada por IoT representa el futuro de la automatización de procesos de mantenimiento industrial, permitiendo que los robots industriales dejen de ser simples autómatas aislados y se conviertan en un grupo de máquinas comunicadas y coordinadas.

Estos robots industriales inteligentes envían la información sobre su estado y rendimiento a los sistemas de gestión de mantenimiento asistido por ordenador (GMAO), o a las plataformas inteligentes de mantenimiento (PIM) más recientes, que incorporan lo último en IA.

Monitorización continua en el mantenimiento predictivo

Imaginemos una gran línea de producción con cientos de máquinas trabajando simultáneamente. Sin la ayuda de la automatización en el mantenimiento industrial, antes los técnicos tenían que realizar revisiones periódicas para intentar detectar posibles problemas. 

Aislar estos fallos no monitorizados era como buscar una aguja en un pajar y se necesitaba personal experimentado para realizar el mantenimiento correctivo. 

Con el mantenimiento predictivo continuo, los sensores inteligentes controlan cada máquina minuto a minuto. Los sensores funcionan sin parar, vigilando hasta el más mínimo detalle por si algo no está funcionando correctamente. 

No importa si la fábrica es de enormes dimensiones o si está a miles de kilómetros, la información llega en tiempo real, incluso si se trata de un centro de control remoto. 

Así, los operadores pueden monitorizar todas las máquinas como si estuvieran frente a ellas. La monitorización continua se apoya en el uso de una gran variedad de sensores industriales que recopilan datos como:

• La temperatura, la humedad y los gases.
• La vibración, la aceleración y la proximidad.
• El nivel, el flujo y la presión.
• La luz, la imagen, la corriente y el ultrasonido.

Esta supervisión continua facilita la toma de decisiones informadas y basadas en KPI de mantenimiento, así como la implementación de programas de análisis causa-raíz con el fin de mejorar la fiabilidad y disponibilidad de los equipos.

Inteligencia artificial (IA)

La IA está potenciando las ventajas del IoT en el mantenimiento industrial. Los algoritmos inteligentes pueden analizar enormes cantidades de datos sobre el estado de las máquinas y encontrar patrones imperceptibles para los humanos. 

Así se logra un mantenimiento predictivo de alta precisión. Las Plataformas Inteligentes de Mantenimiento (PIM) aprovechan la IA para optimizar tareas como la detección temprana de fallos, la planificación de mantenimientos y el diagnóstico de problemas. 

Por otro lado, las PIM son cada vez más eficientes con la experiencia acumulada gracias al aprendizaje automático (machine learning). La IA es el futuro del mantenimiento: reduce errores, ahorra costes y evita paradas imprevistas. Su adopción marcará la diferencia competitiva en la industria.

Realidad aumentada (RA)

La RA está en una etapa inicial de su aplicación en el mantenimiento. Por ejemplo, los técnicos pueden usar gafas inteligentes que muestran información sobre las máquinas que están reparando. 

También hay aplicaciones que simulan cómo hacer un mantenimiento paso a paso o permiten que un experto guíe de manera remota a otro técnico en una reparación difícil.

La RA es una tecnología llena de posibilidades para el futuro y aspira a conseguir, con una alta probabilidad de éxito, que los trabajos de mantenimiento sean mucho más fáciles y eficientes.

La automatización y el IoT en el mantenimiento industrial son dos motores fundamentales de la transformación de los procesos de control de la maquinaria para reducir los costes y mejorar la productividad.

Tecnologías como la robótica, la IA y la RA seguirán impulsando esta revolución en el futuro.