Los sistemas robóticos son cruciales para la fabricación moderna desde su introducción en la industria en 1961 por el inventor George Devol. Con los primeros robots orientados a la fabricación que ejecutan tareas repetidas y monótonas, los robots sustituyeron de manera rápida a los trabajadores tradicionales de las cadenas de montaje y permitieron procesos de fabricación de alta calidad que eran más seguros, eficientes y consistentes.
A medida que el hardware y el software de la robótica de fabricación mejoraron, los complejos sistemas automatizados se convirtieron rápidamente en el estándar para la mayoría de los procesos de fabricación de alta gama. Con la irrupción de la Inteligencia artificial, los robots autónomos en la industria manufacturera se han transformado en una nueva frontera para la industria con los mismos objetivos que sus predecesores: aumentar la seguridad, eficiencia y calidad de los procesos y, al mismo tiempo, limitar el impacto de los desafíos de origen humano en la gestión de la fabricación y las instalaciones.
Sin embargo, la implementación de robots autónomos puede ser muy difícil y arriesgada en algunas circunstancias. Este artículo analiza los aspectos positivos y negativos del uso de robots autónomos y de la fabricación, así como su valor potencial para el crecimiento de Industria 4.0.
¿Qué son los robots autónomos de fabricación?
Mientras que los robots de fabricación tradicionales están programados para realizar una secuencia única y repetible de acciones, los robots autónomos no repiten acciones específicas. Mientras que los robots de fabricación tradicionales están programados para realizar una secuencia única y repetible de acciones, los robots autónomos no repiten acciones específicas. Los robots autónomos son capaces de trabajar en paralelo con los humanos o, en algunos casos, sustituir totalmente un cargo de fabricación formado por personas.
En las aplicaciones modernas de fabricación con robots autónomos, los robots no han sustituido totalmente a los humanos, sino que han reemplazado las tareas que los humanos no deberían desempeñar, que realizan mal o que no quieren hacer. La implementación selectiva de los robots autónomos evoluciona un incremento drástico de la productividad para las aplicaciones en las que se despliegan, pero la robótica autónoma todavía tiene un largo camino por recorrer antes de alcanzar la Industria 4.0 y reemplazar completamente todos los puestos de fabricación en todos los sectores.
Los inconvenientes de los robots autónomos en la fabricación
Costo de capital
El costo inicial es la principal barrera de entrada para la mayoría de los robots autónomos en aplicaciones de fabricación e Industria 4.0. Activar robots autónomos requiere una inversión de capitales tangible, integración en la cadena de suministro existente, entrenamiento tangencial y ajustes en la cadena de suministro para acomodar las máquinas autónomas.
En algunas aplicaciones, como la gestión de inventarios en depósitos, los robots autónomos son más fáciles de implantar y se pueden mitigar los factores que aumentan drásticamente los costos. Sin embargo, las aplicaciones de gama alta, como la fabricación de automóviles, pueden requerir robots autónomos llave en mano totalmente personalizados, diseñados específicamente para tareas muy especializadas.
Conocimientos funcionales
La gestión operativa de los robots autónomos puede resultar muy complicada. Aunque los robots autónomos de fabricación pretenden liberar a los humanos de sus tareas, éstos requieren técnicos muy capacitados para su mantenimiento. En la robótica autónoma, el propio hardware suele ser muy complejo y sensible, ya que requiere de un alto nivel de sensibilidad y procesadores, sensores, y sistemas pertenecientes a la electromecánica de alto rendimiento. Además, el software que comanda la robótica autónoma es aún más complejo que el hardware, ya que requiere centros de datos para entrenar los modelos de la IA que controlan el robot de forma autónoma. Cualquier modificación de los sistemas de hardware o software requiere de un equipo de técnicos, ingenieros y recursos.
Las ventajas de los robots autónomos en la fabricación
Aunque las barreras de entrada en la fabricación de robots autónomos son muy altas, los beneficios de la implementación de robots autónomos en muchas cadenas de suministro de fabricación son increíbles.
Estabilidad laboral y de uso
Uno de los beneficios más impactantes de los robots autónomos es que aumenta la eficiencia de las tareas monótonas, permitiendo a los humanos asignar mejor sus habilidades relacionadas con lo laboral hacia trabajos más efectivos. Los robots colaboradores en la fabricación son esenciales para la productividad y la utilización de la mano de obra. Por ejemplo, un robot autónomo que trabaje en una cadena de montaje puede ser capaz de realizar tareas sin supervisión continua, lo que permite que la mano de obra humana supervise de forma intermitente a muchos robots y trabaje conjuntamente con el robot autónomo realizando tareas estratégicas que no se pueden automatizar.
Reducción de la tasa de errores
Para la gran cantidad de orgullo que tenemos los humanos, carecemos de la misma cantidad de precisión; los seres humanos cometemos errores. Los robots bien entrenados pueden reducir significativamente los errores en el proceso de fabricación, ya que pueden ser más sensibles a las condiciones en las que se encuentran, más precisos con las acciones que realizan y menos propensos a la distracción, la fatiga, las lesiones y los descansos biológicos.
Costos a largo plazo
Aunque su inversión inicial puede ser muy grande, los costos a largo plazo de los robots autónomos pueden ser mucho menores que los de un equipo de trabajo. Los robots autónomos tienen el potencial de reducir los costos directos e indirectos de los procesos de fabricación. Los costos directos se pueden reducir significativamente mediante el uso de robots autónomos, ya que pueden ser más precisos que los humanos al producir menos desperdicio de materia prima, limitar la cantidad de suministros de fabricación necesarios y reducir los costos de mano de obra.
Los robots autónomos no están sujetos a los desafíos tradicionales asociados a la mano de obra, como aumentos de sueldo por méritos, costos por inflación, seguros, vacaciones pagadas, etc. Además, los robots autónomos pueden reducir los costos indirectos de funcionamiento de una empresa, como los suministros, los servicios públicos, el equipo de oficina, las fiestas ocasionales de pizza e incluso el estacionamiento.
Aumento de la seguridad de las personas
Uno de los aspectos más valiosos de los robots autónomos en la fabricación es su aporte inherente al aumento de la seguridad humana. Las solicitudes de empleo más deseables para la automatización industrial son los entornos de fabricación de alto riesgo, como la fabricación de metales, transporte, procesamiento de alimentos, procesos químicos y el procesamiento de materias primas. En cualquier aplicación en la que la vida humana esté en peligro y pueda adoptarse una medida para preservarla, los gastos iniciales de pasar a la automatización a menudo son insignificantes en comparación con el valor de mitigar el peligro.
Mejorar la recopilación de datos
A medida que el mundo se automatiza y se documenta más, las estrategias de digitalización de la cadena de suministro se adoptan de forma rápida. Por ejemplo, la manipulación automatizada de paquetes no sólo optimiza el proceso real de traslado del paquete, sino que también mejora considerablemente el proceso de documentación de la manipulación del paquete. A medida que la robótica automatizada se involucra más, puede rastrear de forma digital los paquetes de forma simultánea, documentando así cada paso del traslado de un paquete y garantizando que las cadenas de suministro operativas estén lo más optimizadas posible.
El costo versus el beneficio de la robótica en la fabricación de automóviles
Como ocurre con casi todos los sectores, siempre hay margen de mejora en el mundo de la robótica autónoma para aplicaciones de fabricación. El costo inicial es a menudo una barrera de entrada para la mayoría de las empresas, pero el valor de la implementación de robots autónomos es evidente. Las mejoras de extremo a extremo de los procesos de la Industria 4.0 y las cadenas de suministro de fabricación pueden optimizar la productividad laboral, aumentar la seguridad humana, reducir los costos operativos y limitar los riesgos de error humano. No hace falta decir que la fabricación está avanzando de forma acelerada hacia la Industria 4.0 a medida que la adopción de robots autónomos en aplicaciones de fabricación crece en todo el mundo, de forma similar a cómo los robots crecieron de forma rápida en popularidad a mediados del siglo XX.
