Robots industriales al servicio de la nueva manufactura

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Robots industriales: puerta de entrada a la nueva manufactura

Robots industriales: puerta de entrada a la nueva manufactura

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El desarrollo de la tecnología robótica promete incrementar la productividad notablemente en las plantas de manufactura. El dilema a enfrentar estará relacionado con la madurez tecnológica, la capacitación técnica y, sobre todo, la reinvención del papel de la mano y mente de obra. En el presente reportaje la autora nos muestra algunas opiniones que esperamos le ayuden a usted a complementar su propio análisis... y juicio.

El universo industrial se reconfigura a diario y propone nuevos escenarios de acción en los que, sin duda, los robots ya no se perciben como una mera herramienta, sino como protagonistas imprescindibles en las plantas de producción.

La creciente tendencia hacia el desarrollo de Smart Factories (fábricas inteligentes) viene acompañada de nuevas demandas por parte de los fabricantes en torno a la automatización de procesos con el objetivo de generar mayores ahorros en costos y tiempos. Particularmente, las necesidades se orientan hacia la consolidación de líneas de producción interconectadas que hagan los ciclos más rápidos, flexibles y cortos.

Conforme a dichas necesidades, este sector ha experimentado un crecimiento acelerado que le ha permitido crear soluciones diversas para suplir las demandas que surgen en el cotidiano ejercicio de la producción industrial. Precisamente, el nivel de desarrollo alcanzado ha permitido concebir un nuevo escenario: el de la Industria 4.0, motivada principalmente por los desarrollos de avanzada en robótica, seguidos de la inteligencia artificial, la nanotecnología y la impresión 3D.

No por menos, la Industria 4.0 fue uno de los temas cruciales abordados en el Foro Económico Mundial, llevado a cabo en Davos (Suiza) el pasado mes de enero, en donde se estimó que a causa de la automatización podrían perderse cerca de siete millones de empleos en el mundo durante los próximos cinco años, por lo que se exhortó a los más de 2500 mandatarios y empresarios de diferentes naciones presentes a abordar todos los retos que supone esta revolución y su impacto tanto en el crecimiento de los negocios, como en la calidad de vida de las personas. Particularmente, el fundador del Foro, Klaus Schwab, declaró: “Aún no estamos suficientemente preparados para esta cuarta revolución industrial y temo que llegará como un tsunami y transformará todos los sistemas y procesos”.

Schwab parece no equivocarse; incluso el informe El futuro de los trabajos: empleo, cualidades y estrategias de la fuerza laboral para la Cuarta Revolución Industrial, presentado por el Foro de Davos indica que en los próximos cinco años el sector de manufactura y producción perdería 1,609 empleos como consecuencia de la automatización, antecedido únicamente por el sector de administración, que tendría 4,759 empleos menos.

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No obstante, el panorama real no es tan sombrío para las economías de los países ni para los trabajadores, y sí se puede contemplar un fortalecimiento industrial integral a partir de la incorporación de robots a los procesos de manufactura; de hecho, se estima que consolidar líneas de producción inteligente llegaría incluso a fortalecer la manufactura en países enteros cuyos fabricantes se han visto forzados a hacer offshoring ante su incapacidad para enfrentar costos de fabricación local. Si bien podría pensarse que los empleos de baja calificación desaparecerán en el largo plazo, lo cierto es que el sector de la robótica pone en el escenario temas importantes a considerar como la imperiosa necesidad de capacitación técnica a los operarios para cualificar en la mayor medida posible los procesos y, por supuesto, los productos finales entregados al consumidor.

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Apuesta por la automatización

Según proyecta la Federación Internacional de Robótica (IFR, por su sigla en inglés), el valor de mercado para sistemas robóticos se estima en US$ 32 mmd y cerca de 1.3 millones de robots serán instalados en fábricas de todo el mundo para el año 2018.

De igual manera, cifras suministradas por la Asociación de Industrias Robóticas (RIA, por su sigla en inglés) indican que solo en Estados Unidos el total de pedidos de robots experimentó un aumento considerable entre 2013 y 2014 (6,123 unidades adicionales equivalentes a 11% de crecimiento), que se mantuvo en un promedio positivo al finalizar 2015 (3,779 unidades extra), para un total de 31,464 pedidos a lo largo del año, entre los cuales sobresalieron robots para aplicaciones como: manejo de materiales (46%), soldadura por puntos (28%) y soldadura por arco (13%).

Al respecto, Robert Doyle, representante de la RIA, explicó que muchos fabricantes de soluciones de automatización están enfocándose en la producción de robots para la industria metalmecánica. “En la actualidad hay diferentes aplicaciones robóticas para procesos como soldadura, fabricación de metales, estampado y fundición, entre otras. Particularmente, el sector automotor es, sin duda, el mercado más grande para este tipo de soluciones; estamos hablando de una cuota cercana al 60% solo para proveedores del Tier 1 y 2”, declaró.

Según Doyle, las compañías entienden que hay una oportunidad y están adaptándose rápidamente al cambio buscando productividad y seguridad en sus procesos mediante la incorporación de robots, “mayoritariamente, estos son empleados en aplicaciones de descarga de la máquina herramienta y para manipulación de piezas y materiales”.

Con respecto al mercado en América Latina, Felipe Madeira Rodrigues, representante de Comau Robotics Latinoamérica, declaró que en la región se está experimentando un crecimiento positivo de la robótica en metalmecánica. “Estamos proyectando un mercado muy promisorio para la automatización, el ambiente es el adecuado. Los países más industrializados como Brasil y Argentina demuestran que la densidad de uso de robots debe mejorar y la metalmecánica es un destino seguro para soluciones de automatización”. Madeira coincide con Doyle en que el sector automotriz es el cliente más importante de la robótica y explica que “esto no solo representa oportunidades para las empresas metalmecánicas, sino que también promueve la utilización de los equipos, pues las OEM tienden a transmitir las buenas prácticas en procesos de manufactura moderna a sus principales proveedores”. Además, similar a la tendencia anteriormente mencionada por Doyle, según Madeira, en Brasil la cuota de mercado de los robots para la industria automotriz también fue del 60% en 2015.

De la evolución a la ‘revolución’

El desarrollo de robots industriales ha sufrido cambios drásticos en la última década motivados principalmente por tres factores:

Los manufactureros han identificado las ventajas que supone la automatización de procesos.
El retorno de la inversión es rápido.
Como consecuencia de los factores anteriores, ha aumentado la demanda y, por ende, el precio de los robots ha disminuido sustancialmente.

Según explica el representante de la RIA, la evolución ha sido muy positiva: “hoy en día conocemos nuevas tecnologías mediante las cuales se puede monitorear un proceso gracias a la habilidad de ‘ver’ a través de sensores y cámaras; también hay nuevas y mejores interfaces para que los trabajadores puedan operar los robots y nuevas tecnologías de sujeción o agarre mediante brazos y manos robóticas. Pero, sin duda, los cobots (robots colaborativos) son una novedad que revoluciona, pues además de ser más pequeños y ocupar menos espacio, pueden trabajar junto a los humanos, en la mayoría de casos, sin estar encerrados”.

Hace diez años pensar en incorporar un robot en una fábrica era imposible, pues se consideraba una tecnología poco accesible; pero según narra el funcionario de Comau, “el entorno empezó a demandar alta velocidad y calidad, motivo por el cual las compañías de tecnología de sensores y soluciones de automatización para manufactura empezaron a potenciar el desempeño de sus equipos… En la actualidad, podemos esperar nuevas áreas de aplicación que ofrecen posibilidades inigualables. Sin duda, los robots serán ‘las estrellas nacientes’ de la industria en este siglo”.

Aún bajo este panorama, la distribución porcentual mundial de las aplicaciones para robots se mantiene estable. Según indica el departamento de estadística de la IFR, en 2014, 38% de los pedidos fueron de soluciones para manipulación de material como robots para descarga de máquinas herramienta, para paletizado y mecanizado. El 29% de los pedidos fue de robots de soldadura utilizados en su mayoría para la industria automotriz, particularmente, sobresale que los desarrollos robóticos de soldadura por punto pueden ser superados rápidamente por la soldadura con arco. Por su parte, el ensamblaje tiene un 10 por ciento de aplicación con soluciones de fijación, ajuste a presión y desmontaje; y solo el 4% de los robots se destinan a aplicaciones de dispensación como pintura, sellado adhesivo y pulverización.

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Más allá de las aplicaciones tradicionales, Comau ha intentado explorar en otros campos con sus soluciones robóticas. Particularmente, Felipe Madeira manifiesta que si bien está comprobado que la descarga de máquinas herramienta, así como operaciones de ensamblaje y manejo de materiales son aplicaciones eficaces para la industria metalmecánica, su compañía ha estudiado con detenimiento la posibilidad de emplear robots para otras funciones. “Podemos emplearlos en operaciones de mecanizado como pulido, esmerilado y desbarbado; y cuando estos procesos requieren carga o descarga de máquinas, pueden ofrecer ventajas significativas. Tradicionalmente, los robots han sido pensados únicamente para operaciones de alto volumen, pero los nuevos productos que se ofrecen hoy en día hacen de la automatización un proceso accesible para la mayoría de fabricantes”.

Así, podría considerarse que independientemente de que el proceso sea torneado, fresado, rectificado, brochado o mandrinado, un robot podrá cargar y descargar piezas evitando los procesos manuales; y, como es obvio, la descarga de máquinas herramienta no se limitará a los metales, sino que también permite el trabajo con polímeros, cerámicas y composites, entre otros materiales.

“En contraste, los brazos robóticos -debido a su cinemática inteligente- pueden mecanizar piezas con detalles intrincados y formas complejas, funciones para las que una máquina CNC convencional necesitaría más accesorios y técnicas especiales… Por su parte, las celdas de mecanizado robóticas pueden trabajar con piezas grandes en una sola configuración. En definitiva, mecanizar con robots hace una gran contribución para mejorar la eficiencia en diferentes procesos y, en algunos, su nivel de flexibilidad puede sobresalir frente a máquinas herramienta convencionales. Dado el alto grado de libertad adicional, estos equipos pueden maquinar geometrías complejas que de otra manera necesitarían múltiples operaciones de mecanizado”, detalló Madeira.

Esto deja entrever que la evolución de estos sistemas apunta hacia el desarrollo de robots colaborativos y seguros que trabajen codo a codo con el operario, al igual que soluciones de pequeño tamaño y bajo peso más dinámicas, precisas, costo-efectivas y de interfaces sencillas para que puedan ser fácilmente configuradas por humanos.

Latinoamérica ¿con potencial para la robótica industrial?

Si bien, según estimaciones de la IFR, Corea del Sur, Japón y Alemania tienen una densidad robótica de 478, 314 y 292 unidades instaladas por cada 10,000 empleados respectivamente, el mercado latinoamericano puede llegar a tener un alto potencial de convertirse en líder en automatización.

Para Robert Doyle, esto es más que una posibilidad: “Definitivamente, América Latina está preparada para adquirir estas nuevas tecnologías industriales. México, por ejemplo, los está incorporando a sus operaciones y es seguramente el país que más robots tiene en la región; muchas compañías internacionales están enviando sus soluciones allí y eso nos hace pensar que Latinoamérica tiene muchas oportunidades en esta materia”.

Por su parte, Madeira Rodrigues manifiesta que más allá de tener potencial, el mercado latinoamericano está casi en la obligación de abrirse a la automatización robótica como una alternativa que le permitirá sobrevivir en medio del agresivo y competitivo escenario internacional: “Tenemos que analizar cuidadosamente todas las tendencias que nos desafían a mantener con fuerza el segmento industrial de América Latina. En Comau estamos seguros de que los países de la región cuentan con los conocimiento técnicos y las cualidades para sostener un crecimiento industrial sostenible con innovación tecnológica y competitividad”.

Lo cierto es que con potencial o no, éste se ha convertido en un aspecto determinante en la industria latinoamericana y existe un aparente interés generalizado por la capacitación en estas tecnologías; al menos así lo indica la plataforma digital Coursera, que demostró estadísticamente que los mexicanos están buscando adquirir nuevos conocimientos en robótica, específicamente a través del curso especializado en línea que ofrece la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el cual alcanzó un total de 30.000 estudiantes inscritos el año pasado.

En el caso particular mexicano, esto demuestra que la preocupación en torno al remplazo de humanos por robots se supera en la medida en que se comprende que, como todo proceso evolutivo, la automatización robótica demanda adaptación y creatividad. Es común que haya un poco de temor cuando se incorpora un equipo de este tipo a un proceso industrial que comúnmente realizaba un operario, pero lo cierto es que por más desarrollo y avance, siempre debe considerárseles como herramientas útiles. Al respecto, Doyle concluye: “Puede que los robots modifiquen las forma de trabajar, por eso el entrenamiento y la capacitación son vitales. Si los vemos como enemigos y los aislamos de las líneas de producción, las compañías pueden salir del negocio y esa sí es una posibilidad de desempleo. Vale entonces la pena preguntarse, ¿cuál es la mejor opción?”

En esa medida, ¿saldrá del negocio la compañía alemana fabricante de automóviles, Mercedes Benz que para ahorrar dinero, dar empleo a más personas y cumplir con las demandas de personalización de los clientes, optó por disminuir la cantidad de robots presentes en sus plantas de producción?

El debate seguirá abierto a la par que la robótica sigue en su firme avanzada hacia el futuro, de lo que no cabe duda es que en los próximos años, los robots seguirán dando un fuerte impulso a la actividad manufacturera en términos de productividad y eficiencia y un giro interesante a la dinámica económicas del planeta entero que vive silenciosamente la bien denominada cuarta revolución industrial.