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En los talleres de fabricación, muchos problemas de eficiencia no provienen del equipo de procesamiento en sí, sino que suelen aparecer en un área fácilmente pasada por alto: el flujo de materiales.
Las piezas se trasladan desde el almacén hasta las estaciones de trabajo, desde el ensamblaje hasta la inspección y, posteriormente, desde la inspección hasta el envío. Puede parecer una simple cuestión de mover artículos de un lugar a otro, pero cuando la frecuencia es alta, la distancia es larga y la carga es pesada, la manipulación de materiales se convierte en un obstáculo oculto dentro del ritmo productivo.
La manipulación manual no solo ocupa el tiempo de los empleados, sino que también interrumpe el trabajo que ya están realizando. Esto es especialmente cierto en el caso de palets pesados, cajas de materiales y piezas semiterminadas.
En primer lugar, el ritmo de producción se vuelve inestable.
La llegada de los materiales suele depender de la programación del personal y de la rapidez con la que responde el sitio.
En segundo lugar, la carga de trabajo de los empleados aumenta.
La manipulación repetida, la caminata a larga distancia, la flexión, el levantamiento y la colocación de materiales incrementan la fatiga y también pueden afectar la seguridad en el sitio.
En tercer lugar, la gestión en el sitio se vuelve menos transparente.
Dónde se encuentran los materiales, si el procesamiento ya se ha completado y si pueden pasar al siguiente proceso son preguntas que requieren registros claros. Sin un seguimiento sistemático, es fácil que ocurran esperas, acumulaciones y confirmaciones repetidas.
Por lo tanto, optimizar el flujo de materiales no se trata simplemente de sustituir personas por equipos. Se trata de transformar el proceso productivo, pasando de «personas que buscan materiales y materiales que esperan a las personas» a «materiales que se desplazan al ritmo establecido y equipos que conectan proactivamente los procesos».
1. La automatización de bajo costo no significa automatización de bajo nivel
Cuando muchas empresas escuchan la palabra automatización, su primera reacción es una alta inversión, largos plazos de implementación y dificultades para la renovación.
Sin embargo, en la producción real no todos los procesos requieren una transformación integral compleja y costosa. La transferencia de materiales, el acoplamiento en las estaciones de trabajo, el almacenamiento intermedio de cajas de materiales y la circulación de productos semiterminados son especialmente adecuados para un enfoque de automatización de bajo costo.
El núcleo de la automatización de bajo costo no consiste en hacer que el sistema sea tan complejo como sea posible. Por el contrario, los problemas que pueden resolverse mediante estructuras mecánicas deben resolverse con estructuras mecánicas, mientras que los aspectos que requieren coordinación por parte de un sistema de control deben gestionarse mediante sensores, software y sistemas de programación.
Por ejemplo, en el transporte y amortiguamiento de cajas de materiales, se pueden utilizar rieles rodantes, estructuras inclinadas, mecanismos de posicionamiento y estaciones de trabajo modulares para permitir que los materiales se desplacen parcialmente por gravedad. Esto reduce la necesidad de actuadores complejos, como motores y cilindros, y también disminuye la dificultad de mantenimiento posterior.
No obstante, la automatización de bajo costo no significa prescindir por completo de los sistemas eléctricos. Cuando el sistema debe determinar si una estación de trabajo está completamente cargada, si los materiales han cumplido el período de almacenamiento requerido o si un AGV/AMR puede acceder al punto de acoplamiento, resultan indispensables los sensores y los sistemas digitales.
Una solución verdaderamente eficiente suele ser una combinación de estructuras mecánicas, transporte por gravedad, robots móviles y sistemas de información.
2. Del manejo manual al flujo automático: la clave está en conectar las estaciones de trabajo
En las fábricas tradicionales, los materiales suelen moverse en etapas separadas.
El almacén es gestionado por un grupo de personas, el montaje por otro, la inspección por un tercero y el envío por otra área aún distinta. Cada proceso puede funcionar normalmente por sí mismo, pero la conexión entre procesos sigue dependiendo, con frecuencia, del manejo manual.
El resultado es que cada estación de trabajo puede parecer razonablemente eficiente, pero todo el proceso aún no funciona de forma fluida.
El valor del flujo automatizado de materiales radica en conectar estos puntos aislados.
Una solución integral de flujo de materiales suele incluir varias partes:
Un almacén para el almacenamiento y la amortiguación de materiales.
Estaciones de trabajo automatizadas para la entrega, el almacenamiento temporal y la devolución de materiales.
Rieles rodantes o estructuras de transporte para el desplazamiento de cajas de materiales y paletas con baja resistencia.
AMR o AGV para el transporte automático entre distintas áreas.
Sensores y sistemas de despacho para identificar el estado de las estaciones de trabajo, asignar tareas de transporte y registrar la información de los materiales.
De esta manera, los materiales ya no dependen de que alguien los mueva manualmente de forma temporal, sino que ingresan automáticamente al siguiente proceso según el flujo de trabajo diseñado.
Por ejemplo, los materiales pueden ser recogidos del almacén por un robot móvil y entregados a la estación de montaje. Una vez completado el montaje, el transportador se traslada al siguiente proceso. Tras la inspección o el curado, regresa al almacén o ingresa al área de embarque.
Durante este proceso, los empleados ya no dedican grandes cantidades de tiempo a la manipulación de materiales; pueden centrarse en actividades que generan verdadero valor, como el montaje, la inspección y la depuración.
3. Los perfiles de aluminio modulares constituyen una base fundamental para la automatización de bajo costo
En este tipo de solución para el flujo de materiales, las estructuras de perfiles de aluminio suelen desempeñar un papel muy importante.
La razón es sencilla: la automatización de bajo costo no es un proyecto fijo único. Debe ajustarse continuamente según el entorno real de producción.
Hoy en día, la altura de la estación de trabajo puede ser de 750 mm. Mañana, si se utiliza una caja de materiales distinta, quizás sea necesario ajustar la estructura de guía.
Actualmente, la alimentación puede realizarse de forma manual. Más adelante, si se incorpora el acoplamiento con AMR, deberá reservarse espacio para posicionamiento y entrada.
Si el ritmo actual de producción no es elevado, quizás sea suficiente un simple sistema de amortiguación. Cuando aumente la capacidad posteriormente, podrían requerirse más bandas transportadoras, mecanismos de detención y estructuras de protección.
Si todo se construye con bastidores soldados de acero, las modificaciones posteriores resultarán costosas.
Los perfiles de aluminio industriales, sin embargo, ofrecen ventajas claras: estructura ligera, alta resistencia, instalación rápida y fácil ajuste. También se pueden utilizar con abrazaderas de esquina, conectores, ruedas, paneles de puerta, protecciones, guías para rodillos y otros accesorios para construir rápidamente puestos de trabajo, estantes para materiales, carros, estantes tampón y bastidores para equipos de automatización.
En un sistema de flujo de materiales, los perfiles de aluminio no se utilizan únicamente para construir un bastidor; forman parte de toda la interfaz de automatización.
Deben soportar el peso de las mercancías y, al mismo tiempo, garantizar la precisión del acoplamiento.
Deben adaptarse a la disposición del sitio y, al mismo tiempo, seguir siendo fáciles de mantener posteriormente.
Deben integrarse con estructuras mecánicas y, además, reservar espacios para sensores, dispositivos de final de carrera, topes, paneles de puerta, protecciones y otras funciones.
Por lo tanto, incluso un estante para materiales o un puesto de trabajo aparentemente sencillos ponen a prueba la comprensión integral del diseño estructural, del ritmo del entorno operativo y de los escenarios de aplicación.
4. La mejora real de la eficiencia proviene de menos esperas, menos manipulaciones y menos interrupciones
Cuando muchas empresas implementan la automatización, suelen centrarse únicamente en el equipo en sí: si el carro se desplaza con suficiente rapidez, si el brazo robótico es costoso o si la línea de transporte es lo bastante larga.
En la producción real, sin embargo, lo que más importa es si el proceso es continuo.
Una buena solución de flujo de materiales debe lograr lo siguiente:
Los materiales no se acumulan.
Las estaciones de trabajo no permanecen vacías a la espera.
Los empleados no abandonan repetidamente sus puestos para trasladar materiales.
El sistema conoce el estado actual de cada portador.
Los equipos pueden acoplarse de forma estable con otros equipos, en lugar de depender cada vez de ajustes manuales.
Una vez resueltos estos problemas, los cambios en el sitio de producción resultan muy evidentes:
Los empleados consumen menos energía física y trabajan de forma más constante.
El flujo de materiales se vuelve más claro y la gestión en el lugar de trabajo se facilita.
El ritmo de producción se vuelve más controlable y se reduce el tiempo de espera.
La expansión futura se vuelve más sencilla, sin necesidad de reconstruirlo todo desde cero cada vez.
Esta es también la parte más valiosa de la automatización de bajo costo. No tiene como objetivo construir, de un solo paso, un taller no tripulado de alta gama. En cambio, comienza con los procesos más problemáticos, más frecuentes y más derrochadores.
Comience con un estante para materiales, una estación de trabajo, un tramo de banda transportadora o una ruta de manipulación.
Una vez que el flujo de materiales se vuelve fluido, la eficiencia del sitio de producción se liberará gradualmente.
5. Las mejoras en la fabricación no tienen que comenzar con proyectos grandes.
Para muchas empresas manufactureras pequeñas y medianas, la ruta más práctica hacia la automatización no consiste en completarlo todo de una sola vez, sino en avanzar por etapas.
Paso 1: Identifique las rutas de manipulación más frecuentes en el lugar.
¿Qué materiales deben transferirse todos los días? ¿En qué puestos de trabajo se suele esperar materiales? ¿Qué procesos consumen más mano de obra?
Paso 2: Determinar qué acciones pueden sustituirse mediante estructuras mecánicas.
Por ejemplo, la amortiguación, el deslizamiento, la guía, la colocación en posición y el almacenamiento temporal suelen lograrse mediante rieles rodantes, puestos de trabajo con perfiles de aluminio y mecanismos sencillos.
Paso 3: A continuación, evaluar si se necesitan robots móviles o sistemas de transporte.
Si la manipulación entre áreas es frecuente, la distancia es larga y el ritmo es relativamente estable, pueden introducirse AMR, AGV o líneas transportadoras para conectarlas.
Paso 4: Reservar espacio para futuras ampliaciones.
La altura de los puestos de trabajo, el tamaño de las cajas de materiales, las posiciones de montaje de los sensores, las estructuras de puertas protectoras y los pasillos de mantenimiento deben considerarse de antemano para evitar modificaciones repetidas posteriormente.
La automatización no se trata de sustituir a una persona específica. Se trata de hacer que las operaciones in situ sean más estables, liberar a los empleados de tareas repetitivas de manipulación y clarificar el ritmo de producción.
Conclusión
En las fábricas, la mejora de la eficiencia a menudo no proviene de un equipo costoso, sino de la reorganización de los detalles del proceso.
Cómo llegan los materiales, cómo se desplazan, dónde se detienen, cuándo entran en el siguiente proceso, quién determina su estado y cómo se acoplan los equipos entre sí: estas preguntas, aparentemente cotidianas, determinan si el lugar de producción es verdaderamente eficiente.
El valor de la automatización de bajo costo radica en lograr un flujo de materiales más fluido, de una manera más flexible, ajustable y orientada al lugar de producción.
Para los bastidores de equipos de automatización, las líneas de transporte, los estantes de materiales en las estaciones de trabajo, las estructuras de rieles rodantes y las aplicaciones de perfiles de aluminio industrial, el enfoque futuro no consiste únicamente en construir la estructura, sino también en hacer que la estructura participe realmente en el ritmo de producción y se convierta en parte del sitio de fabricación inteligente.
Tabla de contenidos
- 1. La automatización de bajo costo no significa automatización de bajo nivel
- 2. Del manejo manual al flujo automático: la clave está en conectar las estaciones de trabajo
- 3. Los perfiles de aluminio modulares constituyen una base fundamental para la automatización de bajo costo
- 4. La mejora real de la eficiencia proviene de menos esperas, menos manipulaciones y menos interrupciones
- 5. Las mejoras en la fabricación no tienen que comenzar con proyectos grandes.
- Conclusión
