La evolución de los robots se espera por parte de las empresas y las personas constantemente, y al parecer este escenario nunca deja de sorprendernos. Cada año, los fabricantes de automóviles y sus proveedores compran miles de robots, una cantidad que aún es mucho menor de lo que se había pronosticado hace un par de años atrás.
Pero cabe destacar que los robots simplemente no se usan tan ampliamente como podrían, debido a diferentes barreras que han persistido mucho más de lo esperado. Estas barreras para la adopción pueden, en última instancia, convertirse en oportunidades perdidas para aumentar la capacidad de fabricación del país y mejorar sus cadenas de suministro.
Con la pandemia exacerbando la escasez en la disponibilidad de bienes y arrojando luz sobre la facilidad con la que se pueden interrumpir las cadenas de suministro críticas, nunca ha habido un mejor momento para centrarse en tecnologías y soluciones que pueden ayudar a fortalecer las capacidades internas del país.
¿Barreras a la adopción? El enemigo para vencer.
En términos generales, existen tres barreras comunes para una adopción más amplia de la automatización robótica en la industria automotriz.
En primer lugar, el costo sigue siendo demasiado alto. El costo incluye no solo la compra de los robots en sí, sino también varios otros costos relacionados significativos. Las celdas de trabajo robóticas típicas requieren una amplia coordinación de ingeniería. La simple implementación de uno o más robots en una celda de trabajo es una tarea costosa.
Después, una vez que se ha diseñado la celda de trabajo, se deben programar los robots. La programación de robots es la pesadilla de muchos ingenieros y de los fabricantes que tienen que pagarles para hacerlo. El alto costo de implementar la robótica no puede ser amortizado por nadie que produzca pequeños volúmenes de productos o productos de bajo valor e incluso ha resultado difícil para los proveedores permitirse implementar a escala.
Diferentes estudios de la Federación Internacional de Robótica muestran que, en promedio, el 75 por ciento de los costos operativos de por vida de los robots industriales provienen de la programación. Con cada cambio de tarea, la aplicación debe ser reprogramada.
Una segunda barrera para la adopción es la inflexibilidad. Una vez que las empresas han diseñado sus celdas de trabajo y programado sus robots, están listas, siempre y cuando nunca cambien lo que están haciendo de ninguna manera.
Cualquier cambio, ya sea un robot nuevo o una variación en el proceso de fabricación, requiere una reprogramación (como mínimo) y es muy probable que inicien un proceso de reingeniería y revalidación de la celda de trabajo para cambiar la ubicación del robot. Esta falta de flexibilidad hace que la robótica sea inviable para cualquiera que produzca una variedad de productos con volúmenes pequeños.
La tercera barrera son los escasos beneficios marginales de agregar robots a las celdas de trabajo. Programar un solo robot es un desafío; programar varios robots para que trabajen en un espacio compartido, sin colisiones, es una tarea extraordinariamente difícil que consume meses de tiempo de ingeniería. De hecho, la programación de múltiples robots es tan difícil que los ingenieros hacen simplificaciones para acortar el tiempo de programación a expensas de una eficiencia muy reducida.
La simplificación más común es el uso de “zonas de interferencia”, que prohíben que más de un robot esté en cualquier espacio al que pueda llegar más de un robot, aunque, en la práctica, varios robots frecuentemente podrían compartir esos espacios sin colisión.
Debido al uso de zonas de interferencia, no es raro encontrar que una celda de trabajo con cuatro robots logra un rendimiento que es menos del doble que el de un robot. Esta baja eficiencia de las celdas de trabajo de múltiples robots reduce el uso de robots, incluso en empresas que pueden permitírselos.
Si vamos a desbloquear el potencial de la robótica, debemos reducir las barreras para su adopción. Queremos que todos en el sector de la automoción puedan hacer un mayor uso de la robótica. Los factores clave aquí y de los cuales podemos tomar control son el tiempo y los gastos de implementación y programación.
Para lograr este objetivo, se requiere de robots que se adapten a la situación actual de cada empresa en particular, permitiéndoles operar en celdas de trabajo relativamente desestructuradas. La adaptabilidad, a su vez, depende de dos capacidades:
- Visión fiable: permite a los robots observar su entorno y reaccionar ante él. La democratización requiere que la visión no solo sea confiable, sino también relativamente económica. Afortunadamente, existen muchas opciones buenas y de bajo costo para la visión, y continúan mejorando y abaratando.
- La planificación del movimiento: el proceso de computación y coordinación para hacer que un robot pase de su posición actual a la posición deseada sin colisión debe ser lo suficientemente rápida para adaptarse a entornos dinámicos, en particular para entornos que incluyen personas.
Históricamente, el rendimiento de la planificación del movimiento no ha sido suficiente para las aplicaciones de propósito general, lo que lleva a que los robots reaccionen lentamente u operen sin visión (por ejemplo, en una celda de trabajo que tiene un alto nivel de ingeniería, de modo que los robots nunca necesitan reaccionar). Sin embargo, los avances recientes en la academia y la industria sugieren que el cuello de botella de la planificación de movimiento desaparecerá pronto.
La democratización también requiere robots que puedan programarse rápidamente y al mismo tiempo lograr un alto rendimiento. Actualmente, los robots de MiR pueden lograr un alto rendimiento y tiempos de programación muy cortos, y este último factor es lo que la industria ha elegido consistentemente en los últimos años. ¿Cuál es el secreto? una mayor automatización de la propia programación.
Pedirles a los ingenieros que razonen sobre las trayectorias de múltiples robots mientras coreografian todos sus movimientos no es un camino hacia el éxito. La industria automotriz necesita nuevas herramientas de software que eliminen la mayor parte o todo ese esfuerzo de los ingenieros, para que puedan simplemente especificar las tareas que desean que realicen los robots, y el software genera los programas de robot.
Destacamos que la industria de la robótica sigue rompiendo nuevas barreras que se presentan constantemente en el sector de fabricación automotriz y la cadena de suministro, pero con innovaciones en solo un par de áreas clave se puede obtener un valor mucho mayor.
La democratización de la robótica permitiría a muchas empresas automotrices introducir robots adicionales y beneficiarse enormemente de ellos. Además, podríamos agregar a la propuesta de valor reduciendo costos y mejorando el beneficio marginal de agregar robots a las celdas de trabajo.
El resultado final sería un gran aumento en la capacidad de fabricación nacional y una oportunidad para crear cadenas de suministro nacionales más confiables, lo que ayudaría a preparar mejor al país para futuras disrupciones de materiales o mano de obra a nivel de pandemia.
Omar Alejandro Aquino Bolaños, Sales Director para Latinoamérica de MiR
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