Automatización total frente a semiautomatización: cómo elegir la estrategia de producción adecuada.

La decisión sobre si automatizar la línea de ensamblaje de MCB en el fabricante eléctrico de Wenzhou ya se había tomado. El tema de discusión ahora era cuánto automatizar la línea de ensamblaje. Una línea de producción completamente automatizada permitiría a la empresa usar solo dos operadores por turno mientras produce un interruptor automático calibrado y probado cada pocos segundos; sin embargo, esto requeriría una inversión de capital significativa. Una línea de ensamblaje semi-automatizada sería menos costosa; sin embargo, mantendría algunos procesos manuales de carga y transferencia, y produciría menos interruptores automáticos durante cada turno debido al mayor número de empleados involucrados en el proceso de ensamblaje. La decisión sobre si usar una línea de ensamblaje automatizada o semi-automatizada tiene un gran impacto en la economía de la fábrica para la próxima década. Es esencial tener un entendimiento sólido de las definiciones de los términos “automatizado” y “semi-automatizado”, las ventajas de ambos sistemas y cómo evaluar el retorno de la inversión antes de decidirse por cualquiera de los dos sistemas.

Definición de los términos: Dónde se traza la línea

Completamente automatizado En la producción completamente automatizada, todas las tareas son realizadas por máquinas (por ejemplo, alimentación, procesamiento, transferencia del producto de máquina a máquina, etc.) sin intervención humana durante el ciclo normal de producción. Los trabajadores en la línea de fabricación monitorean continuamente la máquina, suministran partes consumibles a la máquina y atienden cualquier condición de alarma; sin embargo, no tocarán el producto. La producción semi-automatizada tiene todos los “procesos centrales” (soldadura, calibración, prueba e impresión) realizados automáticamente por máquinas, pero aún requiere que un humano cargue las piezas en el dispositivo, las transfiera entre avances en la tecnología de máquinas o descargue el producto final. Mientras que una estación de calibración semi-automatizada puede calibrar automáticamente un interruptor automático después de que el operador lo carga en el dispositivo, un sistema completamente automatizado tiene un robot o transportador que entrega el interruptor automático a esa estación o dispositivo sin ninguna intervención del operador. La investigación industrial sobre McKinsey & Company estrategias de automatización de fabricación destaca que las inversiones en automatización más exitosas a menudo se realizan en etapas, automatizando primero los pasos de proceso más críticos — incluso si el manejo de materiales sigue siendo manual — y agregando integración completa más adelante a medida que crecen el volumen y la confianza.

Cómo se comparan los dos enfoques en la práctica

Cuándo elegir semi-automatizado: el camino pragmático

A semi-automatizado la línea puede ser muy beneficiosa si el presupuesto de capital es limitado, las corridas de producción no son lo suficientemente grandes para justificar tener una línea totalmente integrada, o la mezcla de productos que se producen cambia con la suficiente frecuencia como para que desarrollar un sistema de manejo totalmente automatizado signifique reprogramarlo continuamente. Por ejemplo, un fabricante que produce múltiples tamaños de marco de MCCB en la misma línea puede decidir automatizar las estaciones de calibración y prueba (ambas son operaciones críticas), pero mantener la carga y descarga manual. El proceso puede ejecutarse de manera consistente donde es crítico, y con el volumen actual, el costo laboral asociado con la carga y descarga de los productos es aceptable. Este enfoque particular de la automatización es bastante común en la industria de fabricación eléctrica hoy en día y se utiliza frecuentemente como un paso incremental hacia la automatización total. Benlong Automation suministra tanto líneas semi-automatizadas como totalmente automatizadas para la producción de MCB y MCCB, y muchas de las estaciones semi-automatizadas — como la bancada de calibración térmica semi-automática para MCB — están diseñadas con las interfaces mecánicas y de control que permiten integrarlas en un sistema de manejo totalmente automatizado más adelante, sin reemplazar la estación central.

Cuándo elegir totalmente automatizado: el compromiso con la escala

Cuando la producción está en niveles altos, el diseño del producto es invariable y la calidad del producto no debe verse afectada por ninguna variable de los operadores mediante el uso de una línea de fabricación completamente automatizada, entonces ese sería el tipo de línea de producción que la operación manufacturera seleccionará para producir millones de interruptores automáticos cada año para mercados de exportación donde un producto defectuoso podría resultar en una auditoría. Los interruptores automáticos entrarán a la línea desde una tolva, serán calibrados, probados, impresos y clasificados sin la intervención de una persona. La salida de este proceso será uniforme, el tiempo de ciclo será predecible (debido al uso de la automatización) y los datos proporcionarán un historial completo y trazable de las piezas producidas. De Benlong Línea de montaje automática MCB es un ejemplo de esta configuración: un sistema integrado que toma componentes en un extremo y entrega interruptores probados y certificados en el otro. Para entender la secuencia de ensamblaje y prueba que realiza dicha línea, nuestra guía sobre ¿Qué es una línea de prueba automática de MCB? explica cada estación en detalle.

Los Cuatro Tipos de Automatización y Dónde Encajan la Semi y la Automatización Completa

Al utilizar un sistema básico de clasificación para el acabado industrial, un sistema no automatizado, semi-automatizado o totalmente automatizado puede clasificarse generalmente en relación con otros sistemas en términos de cómo se clasifican respecto a la automatización.

• Automatización fija (dura): Un sistema de producción automatizado se ha establecido para la fabricación de un solo tipo o diseño de producto (MCB), y aunque el fabricante tiene una gran capacidad para producir este tipo de producto, su capacidad para producir muchos tipos diferentes de productos es limitada (no flexible).
• Automatización programable: La automatización programable es un equipo que permite la generación múltiple y automática de diferentes tipos de productos terminados mediante un cambio en la receta del proceso de fabricación. Un buen ejemplo de automatización programable en uso es un banco de calibración semi-automatizado (junto con otro equipo) que puede ser reprogramado usando una nueva receta para cambiar la clasificación del interruptor para el circuito.
• Automatización flexible (suave): Cambiar la posición y el conjunto de máquinas para permitir la producción de diferentes productos sin necesidad de la misma configuración y montaje, (eso es más un problema en el mecanizado que en el ensamblaje). El concepto en sí se aplica en la fabricación de productos eléctricos cuando una línea de producción específica se utiliza para producir diferentes tipos de interruptores automáticos.
• Automatización integrada: Todas las estaciones dentro de este sistema integrado (totalmente automatizado) están en comunicación entre sí. Esta ubicación se denomina línea automatizada con MES centralizado; aquí, los sistemas semi-automatizados y totalmente automatizados se encuentran en el punto en que han hecho la transición a la automatización del manejo del producto en blanco y terminado, y juntos proporcionan datos en el almacén central de datos.

Fabricantes Líderes de Sistemas de Producción Automatizados

El mercado internacional cuenta con muchas plataformas de grandes grupos, así como especialistas más pequeños y enfocados. Muchas organizaciones reconocidas participan en la automatización de la fabricación formando parte del proyecto general. Sin embargo, cuando se piensa en el mercado global, fuera de las grandes organizaciones multinacionales, hay muchas empresas que se mencionan regularmente en conjunto con proyectos industriales (típicamente).

• Automatización ATS (Canadá): Como proveedor global de soluciones de automatización, nos hemos convertido en uno de los principales proveedores mundiales en numerosos tipos diferentes de industrias. Nuestro énfasis en entregar productos de calidad y apoyar a nuestros clientes se demuestra a través de nuestra capacidad para trabajar con una extensa lista de clientes internacionales.
• Rockwell Automation (EE.UU): Los sistemas de producción automatizados consisten en todo tipo de soluciones de producción (Parcial, Completa) que incluirán los elementos centrales de automatización y control (Controladores Lógicos Programables -PLC-, Sistemas Integrados (Variadores) y Arquitecturas de Control Integrado Programables) requeridos para realizar los procesos de automatización industrial y producción automatizada.
• FANUC (Japón): FANUC es el mayor productor de robots del mundo y proporciona toda la manipulación robótica necesaria para muchos procesos de ensamblaje automatizados.

• Automatización Benlong (China): Un fabricante especializado en líneas de ensamblaje y prueba automatizadas y semi-automatizadas para la industria eléctrica de baja tensión. El equipo de Benlong cubre todo el espectro desde bancos de calibración semi-automatizados independientes hasta completamente integrados Líneas de producción automáticas de interruptores automáticos de caja moldeada (MCCB), con una fortaleza específica en la calibración, prueba y gestión de datos que exige la certificación eléctrica. Para un comprador en el sector eléctrico, Benlong proporciona la ingeniería específica del dominio que un integrador generalista necesitaría aprender con el presupuesto del comprador.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre automatizado y semiautomatizado?

La automatización completa de las operaciones soporta la alimentación, producción, transporte, inspección y separación de los productos fabricados sin ninguna intervención humana. Para un sistema semi-automatizado, las operaciones básicas están automatizadas, pero se requiere un operador para cargar, descargar y transportar las piezas. La principal diferencia entre los dos sistemas es que las piezas manejadas pertenecen a una categoría, mientras que la calidad del procesamiento central está en otra categoría.

¿Cuáles son los 4 tipos de automatización?

Las cuatro categorías de automatización incluyen la automatización fija (o dura) que se utiliza para la producción en alto volumen de un solo producto; sistemas programables automatizados usados para producción por lotes; y la automatización flexible (o blanda) utilizada en la producción de líneas de productos mixtos. Por último, las cuatro formas de automatización están conectadas mediante el uso de sistemas/tecnologías informáticas integradas.

¿Qué significa semi-automatizado?

Semi-automatizado calibración, prueba, soldadura e impresión como pasos importantes realizados automáticamente por una máquina, pero la carga/descarga por un operador humano entre cada ciclo no requiere la participación del operador para controlar la operación de fabricación real; esto se logra con el equipo utilizado para producir las piezas.

¿Cuál es la diferencia entre semi-automático y automático?

Con equipos semi-automatizados, un operador presiona un botón para iniciar un ciclo de operación; sin embargo, con sistemas completamente automatizados, no se requieren entradas del operador para configurar el proceso. Las piezas se mueven a través de un sistema automatizado por transportador o métodos similares, y todo el proceso, desde la alimentación hasta la clasificación, ocurre automáticamente y sin manipulación o intervención manual.

¿Cuál es el período típico de recuperación de la inversión en automatización?

La mayoría de las inversiones en automatización recuperan su inversión dentro de un plazo de 18 a 36 meses, determinado por el ahorro en mano de obra, la mejora en la eficiencia del procesamiento, la reducción de desperdicios o rechazos, y la evitación de costos de garantía. Además, las estaciones de trabajo semi-automatizadas generalmente tienen períodos de recuperación mucho más cortos que las estaciones completamente automatizadas debido a un menor desembolso de capital inicial.

¿Se puede actualizar una línea semi-automatizada a completamente automatizada más adelante?

Absolutamente, las estaciones de células de trabajo semi-automatizadas pueden diseñarse con interfaces tanto mecánicas como de control para el manejo automatizado. Benlong ha construido sus bancos de calibración y prueba semi-automatizados con actualizaciones para también acomodar este tipo de automatización, de modo que un fabricante pueda elegir automatizar el manejo solo cuando el volumen de producción y el presupuesto lo justifiquen, permitiéndoles así mantener el núcleo existente de sus estaciones actuales tal como está.

Referencias

• McKinsey & Company — Estrategias de Automatización en Manufactura — Investigación sobre la economía de la automatización y el enfoque por fases para la inversión en manufactura.
• Rockwell Automation — Sistemas de Automatización y Control Industrial — Productos y orientación para manufactura semi-automatizada y totalmente automatizada.
• FANUC Corporation — Robots Industriales y Automatización — Soluciones robóticas de manejo para células de producción automatizadas y semi-automatizadas.
• Sociedad Internacional de Automatización (ISA) — Recursos educativos y estándares para profesionales de la automatización.

La elección entre automatizado y semi-automatizado la producción no es una competencia con un solo ganador. Las líneas semi-automatizadas son la opción pragmática, por fases y consciente del presupuesto para el fabricante que necesita automatizar los pasos críticos para la calidad ahora e integrar el manejo después. Las líneas totalmente automatizadas son el compromiso con el volumen, la consistencia y los datos que exige un mercado de alto volumen y alta certificación. La mayoría de los fabricantes eléctricos comienzan con calibración y pruebas semi-automatizadas — los pasos que afectan directamente la certificación del producto — y añaden manejo automatizado a medida que crece el volumen. Benlong Automation construye ambos, con el mismo rigor de ingeniería y la misma comprensión del proceso de certificación eléctrica, porque la solución correcta es la que se ajusta a la realidad empresarial hoy y puede crecer con ella mañana.