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La Inteligencia Artificial y los cobots en la agenda

Datos y robots transforman el sector del envase y embalaje

Malte Schlüter, Global Key Account Director F&B/ CPG en Mitsubishi Electric

25/03/2019

Robots colaborativos o cobots; robots sin barreras protectoras; Inteligencia Artificial y Minería de Datos, son las cuatro tendencias que están influyendo y seguirán configurando el futuro de la industria de envase y embalaje.

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Como muchas otras industrias, el sector E+E, envase y embalaje, se va adaptando constantemente a los requisitos del mercado, que ahora se caracteriza por la regulación, la escasez de profesionales y la transformación digital.

Para convertir estos desafíos en oportunidades, las empresas innovadoras confían cada vez más en soluciones como la colaboración entre humanos y robots y el uso de la Inteligencia Artificial para gestionar el procesamiento intensivo de datos.

Los cobots darán eficiencia y calidad al trabajo humano

En un momento en el que la demanda se construye alrededor de la diversificación, personalización y lotes cada vez más pequeños de productos, su tratamiento no siempre resulta económicamente rentable con sistemas automatizados de alta velocidad. Por ello, estas tareas que requieren un uso intensivo de mano de obra para la realización de tareas complejas de procesamiento en pequeños lotes y paquetes Premium, se externalizan a terceros (copackers).

En esta tarea, los robots industriales convencionales probablemente tendrán un papel subordinado. Sin embargo, se apunta una tendencia clara a un aumento de la demanda de robots colaborativos (cobots) para trabajar junto a las personas sin equipo de protección. No se trata de desplazar los robots industriales clásicos, sino de complementarlos y agregar avances en la automatización, especialmente en el sector del empaque.

Asimismo, los cobots equipados con sistema de visión pueden ayudar a las personas y liberarlas de tareas monótonas, agotadoras y físicamente estresantes, por ejemplo, orientando correctamente las partes o levantando cargas. De esta manera, van a permitir aumentar la eficiencia y la calidad del trabajo humano.

Desde un principio, los cobots han sido diseñados para trabajar con total seguridad cerca de los humanos, lo que significa que operan con fuerzas y parámetros de aceleración inofensivos para los humanos de acuerdo ya especificados en la norma de seguridad ISO TS15066.

Seguros, limpios, rápidos y sencillos

Como ejemplo, Mitsubishi Electric está desarrollando un nuevo robot colaborativo en el que no existe riesgo de lesiones por aplastamiento de los bordes, junto a una superficie de fácil limpieza, que evita los recovecos de suciedad, al tiempo que logra la misma precisión de repetición de ± 0.02 mm que nuestros robots industriales. Si bien los prototipos aún están en fase de prueba, ya se han presentado a una audiencia más amplia en eventos internacionales.

Otra característica de los cobots, en general, es su simple control y requisitos de programación, que pueden ser realizados por personal capacitado en la empresa usuaria final. Esto elimina la necesidad continua de integradores de sistemas externos o programadores.

Además, se pueden utilizar de forma rápida y flexible en muchas áreas de aplicación dentro de la industria del embalaje. El prototipo de Mitsubishi Electric ofrece varias opciones para “enseñar" a los cobots, que va desde el movimiento manual guiando el brazo del robot hasta la posición deseada; a la programación visual y las interfaces de usuario en tabletas o dispositivos móviles para la calibración y la parametrización.

Robots sin barreras protectoras

En cuanto a los robots industriales, la demanda del mercado del envase y embalaje se dirige al desarrollo de soluciones de seguridad alternativas a las clásicas cercas, barreras, jaulas y celdas. Después de todo, estas precauciones de seguridad ocupan un espacio de producción valioso; significan altos costos adicionales de limpieza en áreas higiénicas y evitan una cooperación significativa con los trabajadores. Además, se deben implementar complejos procedimientos de reinicio tras una parada de emergencia o si se han abierto barreras de protección.

En la seguridad de los robots industriales, se pueden aplicar sistemas ópticos o escáneres láser para monitorear zonas definidas alrededor del robot. En este terreno, Mitsubishi Electric cuenta con una solución por la que cuando una persona entra en la zona donde puede haber peligro, el robot se detiene de inmediato.

Así, en lugar de asegurar un área con barreras de luz y escáneres, la tendencia es a instalar sistemas de cámaras que monitorean toda la instalación. En el futuro, los sistemas de visión equipados con inteligencia artificial (AI) reconocerán cuándo y dónde entrarán las personas al espacio de trabajo del robot y regularán su velocidad de manera correspondiente. De esta manera, las personas pronto podrán moverse con libertad y seguridad alrededor de los robots.

Inteligencia artificial ante situaciones imprevistas

En robótica, la inteligencia artificial describe la capacidad de reaccionar adecuadamente ante situaciones imprevistas no programadas. Por ejemplo, si un robot recibe un producto que se desvía del estándar en términos de orientación, geometría o empaque, si no cuenta con Inteligencia Artificial puede identificar estas irregularidades y reaccionar en consecuencia.

Sin embargo, los sistemas de robot equipados con IA y sistemas de visión como sensores pueden ahora aprender a identificar estas desviaciones y adaptar sus procesos. Actualmente, la nueva serie de robots Melfa FR de Mitsubishi Electric ya se encuentra disponible con funciones de IA y puede aumentar el rendimiento en industrias como Alimentación y Ciencias de la Vida.

La inteligencia artificial también se utiliza cuando los robots inteligentes detectan defectos de calidad en los productos que se envasan y los reemplazan por los productos impecables durante el proceso, incluso dentro de unidades de embalaje individuales. Los robots que pueden moverse manualmente o incluso montarse en sistemas de transporte sin conductor también pueden detectar rápidamente su nueva posición y adaptar sus secuencias de proceso utilizando IA.

Minería de datos, información valiosa

Otro aspecto al que se le presta cada vez mayor atención es al del aumento de la eficacia global del equipo, OEE (Overall Equipment Effectiveness) mediante la digitalización, dando lugar a una gran demanda de análisis de los datos extraídos (minería de datos) de la producción. Principalmente, existe la entrada y producción de datos para la evaluación interna. Además, se puede registrar la condición y el perfil operativo de diferentes dispositivos de componentes del robot, como los servomotores, lo que proporciona información valiosa acerca de aspectos como el desgaste de las piezas o cualquier contaminación que haya entrado en el proceso.

La base de datos resultante de la información recabada permite poner en marcha estrategias de mantenimiento predictivo con un importante potencial de ahorro en los costos de mantenimiento. En este sentido, Mitsubishi Electric está desarrollando una nueva tecnología de computación avanzada, denominada MELIPC, con el objetivo de aprovechar el valor de los datos del fabricante mediante el uso de algoritmos analíticos avanzados ejecutados a pie de planta.

Otra categoría importante de datos del proceso es la que se utiliza para lograr la trazabilidad e información del consumidor, especialmente en el sector alimentario. Un aspecto especialmente útil para demostrar el cumplimiento de la cadena de frío o adjuntar información de origen al envasado de alimentos que se puede solicitar a través de un código QR. En Mitsubishi Electric, podemos recopilar todos los datos de los PLC; los controles y las unidades de manera centralizada y procesarlos localmente utilizando tecnologías especiales de computación perimetral. Todo ello, permite reducer la factura del espacio de almacenamiento en la nube, además de ofrecer muchas otras ventajas para el control y monitoreo de la producción.

En conclusión, los robots están lejos de reemplazar todo el trabajo manual en la industria del embalaje. Sin embargo, como “colegas” inteligentes y totalmente integrados, ayudarán a que las tareas sean más cómodas y eficientes. Esto ya no es un sueño del futuro, porque ahora tenemos la tecnología y su uso es asequible económicamente.

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