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La automoción abraza la Industria 4.0

Mantenimiento predictivo, robots colaborativos, realidad aumentada o fabricación aditiva son algunos conceptos que se afianzan en el sector

Rafael Servent

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La automoción abraza la Industria 4.0

La automoción abraza la Industria 4.0

Saint-Gobain, en L’Arboç, y Robert Bosch, en Castellet i la Gornal, ambas en el Baix Penedès, son de las últimas empresas vinculadas a la industria de la automoción que se añaden a la señal de alarma que disparó Nissan hace pocos meses, con el anuncio del cierre de sus centros de producción en Barcelona. ¿Está la industria de automoción de Catalunya inmersa en una crisis profunda? ¿Cuál es su futuro?

Francesc Medina, vicerrector de Transferència i Innovació de la Universitat Rovira i Virgili (URV), citaba esta semana al Clúster de la Indústria d’Automoció de Catalunya (CIAC): «Si no se innova, en 10 años el 75% de las empresas relacionadas con la industria de la automoción en Catalunya cerrarán». Son muchas empresas y muchos puestos de trabajo.

"Si no se innova, en 10 años el 75% de las empresas relacionadas con la industria de la automoción en Catalunya cerrarán" (Francesc Medina, URV) 

El sector de la automoción emplea a día de hoy en Catalunya a más de 143.000 personas (entre trabajadores directos e indirectos) en unas 11.000 empresas y factura unos 23.000 millones de euros al año, lo que supone alrededor de un 10% del Producto Interior Bruto (PIB) de Catalunya. «Es una industria de vital importancia que se encuentra en plena transición, con muchos retos importantes por delante», aseguró Francesc Medina.

Lo hizo durante la apertura de la jornada Automoció i Indústria 4.0, celebrada recientemente en el Aula Magna de la Facultat d’Economia i Empresa de la URV y organizada por la Càtedra per al Foment de la Innovació Empresarial de la URV.

¿Cuáles son esos retos que afronta hoy la industria de automoción? Hay retos globales, con tendencias como la transición energética y la electrificación de la movilidad, el uso del hidrógeno como fuente de energía, el vehículo autónomo y conectado, el vehículo compartido y las redes de comunicación 5G. Hay otras tendencias, sin embargo, que cobran mucha más importancia en entornos como el europeo, y que marcan la diferencia en nuestra competitividad industrial. La digitalización y la Industria 4.0, un concepto acuñado hace casi una década por el gobierno alemán, son la clave.

Las empresas relacionadas con el sector de la automoción implantadas en Catalunya generan alrededor de un 10% del PIB catalán

Jordi Giró, ingeniero y consultor tecnológico, constató durante su ponencia titulada La digitalització, oportunitat davant dels reptes actuals, que «a nivel mundial, el sector pasa por momentos complicados, con retrocesos esperados en las ventas de entre el 15% y el 20% por efecto de la pandemia».

Este momento, sin embargo, «ha servido para hacer una reorientación y para que hayamos visto ejemplos como el de SEAT, que mediante tecnologías de impresión 3D han hecho respiradores adaptando motores de limpiaparabrisas», añade Giró. Ejemplos como este demuestran, en su opinión, que se trata de «un sector que está sufriendo, pero que fácilmente se reorienta y es sensible a las necesidades del entorno».

"La transformación digital es una oportunidad para la industria de automoción" (Jordi Giró, Ingeniero y consultor)

Lo que no quita que nos encontremos «inmersos en una crisis significativa: Nissan, Saint-Gobain, Robert Bosch... son situaciones a las que se ha llegado pese a los esfuerzos importantes que se han hecho para evitarlo», prosigue Jordi Giró. «Ahora -añade- hay que hacer un esfuerzo para atraer nuevas inversiones, pero para ello hay que acelerar la búsqueda de nuevas iniciativas».

No por muy repetido, deja de ser determinante: la clave está en la innovación. «Cuando observamos el ranking de competitividad de la industria de automoción en España -explica-, vemos que ocupa la tercera posición global, la segunda posición en fortaleza exterior, la tercera en factores productivos y de capital humano, pero la última en fortaleza innovadora».

¿Tan mal estamos? «Es un sector líder en I+D -precisa Jordi Giró-, pero no hemos sido capaces de que este esfuerzo se manifieste siempre en nuestro entorno. La innovación está y estará, pero quizás debemos hacer un esfuerzo más importante en canalizar estas tareas en productos de más valor añadido, y no tanto en procesos».

En este punto, «la pandemia ha sido una aceleradora de transformaciones», asegura Giró. Robótica, Inteligencia Artificial, Big Data, IoT (Internet de las Cosas), Realidad Aumentada, fabricación aditiva... son algunas de las herramientas que confluyen en una «transformación digital como oportunidad» para este sector, y que no pocas empresas hace tiempo que han incorporado en su día a día.

  • Industria 4.0: Se trata de un concepto difundido en el año 2011 por el gobierno alemán que busca dotar de competitividad a la industria mediante el uso intensivo de tecnologías IT, en un entorno global en el que la industria europea no puede competir en costes laborales.
  • Internet of Things: La Internet de las Cosas (IoT o Internet of Things, en inglés) es la plasmación física del concepto de Industria 4.0, mediante la sensorización, digitalización y conexión de todos los dispositivos y maquinaria que intervienen en un proceso industrial.
  • Realidad Aumentada: Los dispositivos de Realidad Aumentada permiten enriquecer un entorno físico mediante capas de realidad virtual para, por ejemplo, entrenar operarios en la interacción con robots en una línea de montaje sin que corran peligro físico real en el proceso de prueba-error.
  • Realidad Virtual: La Realidad Virtual se desarrolla enteramente en un entorno digital, y entre sus aplicaciones industriales está el prototipado y el desarrollo de producto, la simulación de interacciones de productos o componentes de producto y la ingeniería simultánea ciberfísica.
  • Mantenimiento predictivo: Gracias a la captación de datos (Big Data) de las máquinas conectadas a la IoT y al análisis en tiempo real de estos datos mediante algoritmos automatizados, las industrias pueden prever cuándo fallará una pieza de una máquina para llevar a cabo un mantenimiento predictivo.
  • Fabricación aditiva: La fabricación aditiva, por capas, mediante tecnologías de impresión 3D, ha supuesto una revolución en el área de desarrollo de producto, mediante prototipos más ágiles y menos costosos. En algunos casos de piezas muy técnicas, ha entrado también en la fabricación en serie.
  • Robótica colaborativa: La nueva generación de robots colaborativos, capaces de trabajar codo con codo con un operario en una misma línea de montaje, sin necesidad de barreras físicas de protección entre ambos,  avanza una revolución en las fábricas que requerirá de nuevas habilidades.

Es el caso del fabricante catalán de automóviles SEAT. Alba Gavilán, Process Digitalization & IT for Manufacturing en esta empresa, relata cómo han puesto en marcha «una industria cloud para generar una plataforma de aplicaciones a la que se conectan nuestras fábricas, con un marketplace donde compartimos los desarrollos que se hacen en las 122 plantas del grupo Volkswagen».

La Realidad Virtual y Aumentada son herramientas que utilizan con frecuencia para «la simulación y la ingeniería simultánea, lo que nos permite desarrollar productos de forma simulada, con un render mediante el cual podemos observar el comportamiento de ese producto, desde la aerodinámica hasta las pruebas de crash».

Son tecnologías, explica Alba Gavilán, que «nos permiten ver qué sinergias tendría una pieza», y que se añaden a «la fabricación aditiva (mediante impresión 3D) para prototipos y utillaje».

"Aplicar una nueva tecnología sin tener un objetivo claro no tiene sentido" (Alba Gavilán, SEAT)

La logística conectada, que permite «conocer la posición de cualquier pieza en nuestra cadena logística», así como «la tecnología dron para la movilidad vertical y la movilidad autónoma terrestre» han cambiado también el día a día en esta área. Como ejemplo, el sistema de drones que permite «transportar volantes y airbags a la línea de montaje en solo cinco minutos» cuando una de estas piezas no cumple los estándares, con lo cual «ahora podemos montar el volante en el coche sin tener que sacarlo de la línea».

Mantenimiento predictivo
Sustituir o limpiar una pieza de una máquina en una línea de producción antes de que falle es otra de las aplicaciones de la Industria 4.0. «La introducción progresiva -explica Alba Gavilán- de nuevas tecnologías de IoT (Internet de las Cosas, por sus siglas en inglés) en instalaciones preexistentes nos permite monitorizar y hacer mantenimiento predictivo, así como modelados de proceso».

La Realidad Virtual y la Realidad Aumentada son claves aquí para la formación de los trabajadores en estas tecnologías, así como para su entrenamiento en «robótica colaborativa, en la que el robot puede estar en contacto con el operario sin necesidad de vallado, gracias a una formación previa con Realidad Aumentada».

Aplicaciones similares son las que han emprendido en Indústries Teixidó, empresa de Riudecols (Baix Camp) dedicada a la fabricación de piezas de precisión mediante el torneado de barras de metal y plásticos técnicos, y que tiene en el sector de la automoción un 80% de sus ventas.

"Las máquinas conectadas nos permiten un mantenimiento predictivo y la corrección de desviaciones" (Joan Josep Colina, Indústries Teixidó)

Joan Josep Colina, director de Ingeniería en esta empresa, explica, entre otras acciones, cómo «mediante un sistema de captura de datos de producción ya digitalizado», junto a «unos almacenes de materia prima y producto acabado automatizados», pueden ver «si un producto está cargado, ha llegado a su destino o se puede empezar a fabricar un nuevo lote, conociendo en todo momento la trazabilidad de los lotes».

Mediante las máquinas conectadas «podemos ver el estado actual de la máquina y sus consumos», pero también llevar a cabo «mantenimiento predictivo» y aplicar «correctores de desviaciones en máquinas CNC gracias a la digitalización del proceso de control de calidad», relata Colina.

Josep Maria Mercadé, director de producción de Elring Klinger en Reus (Baix Camp), multinacional alemana de la industria auxiliar de automoción que en Reus cuenta con una de sus cinco lead plants a escala global, donde se testean «todas las nuevas aplicaciones e innovaciones» que más tarde entrarán en el resto de plantas de producción del grupo, enumera algunas de las tecnologías que ya forman parte de su día a día en Reus: «Conectividad IoT, Inteligencia Artificial, Cloud, Impresión 3D, Realidad Aumentada, Realidad Virtual...»

Elring Klinger, en Reus, ha logrado un aumento de productividad del 11% gracias a la IoT

Con la inyección de goma como su primera actividad, explica que «la implementación de terminales de captura de datos de proceso (PDA, por sus siglas en inglés) nos ha permitido informatizar e integrar en un solo sistema los 5.000 datos por hora que generan las 70 máquinas de inyección que tenemos en Reus, y que controlan unos 40 parámetros por pieza producida».

«Hasta entonces -prosigue-, cada máquina era un punto de producción único y aislado, que recibía una orden, registraba la producción en papel y luego se informatizaba. Pero todos esos otros datos se quedaban en la máquina y no había forma automatizada, online, de integrarlos». La integración de esos datos en tiempo real es lo que les ha permitido implantar un sistema Andon de control visual de la producción que, tras un año de funcionamiento, les ha permitido aumentar la productividad de su fábrica en un 11%.

Ese es, al final, el objetivo. Lo resume Alba Gavilán, de SEAT: «Para crecer hay que hacerlo de forma robusta y sostenible. Se trata de no caer en las modas tecnológicas, encontrar un caso de uso y hacer un piloto que nos permita crecer. Si aplico una nueva tecnología sin tener un objetivo claro de qué quiero lograr con ella, no tiene sentido». 

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