AUTOMATIZACIÓN

Todo empresa debería centrarse en mejorar la productividad, reducir costes, reducir trámites y permitir que los equipos de personas liberen tiempo para centrarse en otras tareas de valor añadido, como la relación con el cliente o el seguimiento de situaciones complejas.

Aquí es donde entra en juego la Automatización.

Las empresas innovadoras utilizan la automatización y la inteligencia artificial (IA) para fortalecer sus fortalezas, compensar las debilidades y capacitar a las personas para que se concentren en lo que importa.



Pero antes de empezar, déjame recomendarte el mejor libro para aprender los automatismos eléctricos: Libro Automatismos Eléctricos

Índice de contenidos:

- ¿Qué es la Automatización?
- Ventajas de la Automatización
- Desventajas de la Automatización
- La Tecnología de Automatización
- Tipos de Automatización
- Automatización Mecánica
- Automatización Neumática
- Automatización Hidráulica
- Automatización Eléctrica
- Automatización Electrónica
- Automatización Informática
- Automatización Robótica

¿Qué es la Automatización?

A Delmar S. Harder, gerente de planta de General Motors, se le atribuye haber utilizado por primera vez el término en 1935.

La automatización es una técnica o un conjunto de técnicas destinadas a reducir o hacer innecesaria la intervención de operadores humanos en un proceso donde esta intervención era habitual.

La automatización se atribuye a la aplicación de máquinas a tareas antes realizadas por seres humanos.

Lógicamente no hay automatización cuando el operador humano es reemplazado por la fuerza animal, ni cuando un proceso artificial se sustituye por un proceso natural.

La automatización es un componente por derecho propio que permite que las tareas repetitivas se realicen por sí solas sin esfuerzo adicional.

Una característica de la automatización moderna es que no siempre está destinada a controlar directamente los procesos, sino a veces solo a proporcionar apoyo a las decisiones.

Este es el papel de los llamados sistemas de inteligencia artificial (IA)

Las pequeñas y medianas empresas fueron inicialmente excluidas en su mayoría de los inicios de la inteligencia artificial o la automatización porque tenían un poder adquisitivo demasiado bajo para estos sistemas tan costosos.

Sin embargo, la situación ha cambiado mucho y hoy la mayoría de los sistemas de automatización están al alcance de casi cualquier empresa, por pequeña que esta sea.

Ventajas de la Automatización

Las ventajas comúnmente atribuidas a la automatización incluyen tasas de producción más altas y mayor productividad, uso más eficiente de los materiales, mejor calidad del producto, mejora de la seguridad, semanas laborales de menos horas y tiempos menores de fabricación.

Un mayor rendimiento y una mayor productividad han sido dos de las principales razones para justificar el uso de la automatización.

Los sistemas automatizados generalmente realizan el proceso de fabricación con menos variabilidad que los trabajadores humanos, lo que resulta en un mayor calidad del producto.

Además, un mayor control del proceso genera un uso más eficiente de los materiales, lo que resulta en menos desechos.

La seguridad del trabajador es también una razón importante para automatizar una operación industrial.

Los sistemas automatizados a menudo retiran a los trabajadores del lugar de trabajo, protegiéndolos así contra los peligros del entorno de la fábrica.

Otro beneficio de la automatización es la reducción del número de horas trabajadas en promedio por semana por los trabajadores.

Hacia 1900, la semana laboral promedio era de aproximadamente 70 horas.

Esto se ha reducido gradualmente a una semana laboral estándar de aproximadamente 40 horas.

Por supuesto, la mecanización y la automatización han jugado un papel importante en esta reducción del número de horas trabajadas.

Existe la oportunidad de aliviar a los humanos del trabajo repetitivo, peligroso y desagradable en todas sus formas.

Y existe una oportunidad para que las tecnologías de automatización futuras proporcionen un entorno social y económico en crecimiento en el que los seres humanos puedan disfrutar de un nivel de vida más alto y una mejor forma de vida.

Desventajas de la Automatización

La principal desventaja asociada a menudo con la automatización, es el desplazamiento de trabajadores.

A pesar de los beneficios sociales que podrían derivarse de la reconversión de los trabajadores desplazados para otros trabajos, en casi todos los casos el trabajador cuyo trabajo ha sido asumido por una máquina pasa por un período de estrés emocional.

Además del desplazamiento del trabajo, el trabajador puede ser desplazado geográficamente.

Para encontrar otro trabajo, es posible que una persona tenga que mudarse, lo cual es otra fuente de estrés y desventaja producida por la automatización.

Otras desventajas de los equipos automatizados incluyen el alto gasto de capital requerido para invertir en automatización.

Un sistema automatizado puede costar millones de euros o dólares para diseñarlo, fabricarlo e instalarlo.

También se necesita un mayor nivel de mantenimiento necesario comparado con una máquina operada manualmente, y generalmente un menor grado de flexibilidad en términos de productos posibles en comparación con un sistema manual.

Incluso la automatización flexible de las máquinas es menos flexible que los humanos.

La Tecnología de Automatización

La tecnología de automatización abarca todos los procedimientos y equipos de trabajo que permiten que las instalaciones funcionen de forma independiente.

Esto incluye maquinaria, aparatos, instrumentos y otros dispositivos.

La intervención humana apenas es necesaria.



La disciplina perteneciente a las ciencias de la ingeniería abarca un enfoque multidisciplinar que incluye la ingeniería mecánica, la ingeniería eléctrica y la informática.

Hay una nueva ingeniería relacionada con la automatización, es la llamada mecatrónica.

La mecatrónica es una tecnología que combina mecánica, electrónica, Informática y la ingeniería de control

Para saber más pincha en el enlace: mecatrónica.

El objetivo de la tecnología de automatización es automatizar máquinas e instalaciones para que funcionen de forma autónoma con eficiencia y baja tasa de error.

Dependiendo de la complejidad de las instalaciones, es posible lograr diferentes grados de automatización.

Cuanto mayor sea esta automatización, menor será la participación humana en el proceso.

Tipos de Automatización

Según la naturaleza de los automatismos empleado puede hablarse de automatización mecánica, neumática, hidráulica, eléctrica y electrónica.

Además existen técnicas mixtas que son combinaciones de las citadas y que, en la practica, son las mas habituales.

Veamos un poco más sobre cada una de ellas.

Automatización Mecánica

Los sistemas mecánicos suelen ser complicados por la abundancia de mecanismos y de escasa flexibilidad.

Por el contrario, la tecnología que regula su funcionamiento es relativamente accesible al personal poco cualificado, lo que se traduce en un montaje y mantenimiento económicos.

Los mecanismos que los componen son ruedas dentadas y poleas para transmisiones del movimiento de biela-manivela, piñón-cremallera, etc.

Puedes saber más aquí: mecanismos

Para la conversión del movimiento rectilíneo en circular y viceversa; se utilizan levas y palancas para la obtención de recorridos controlados, etc.

Los grandes problemas de la automatización mecánica son la longitud, en muchas ocasiones, de las cadenas cinemáticas, y, por supuesto, la sincronización de movimientos en los órganos móviles.

Existe una gran variedad de automatismos mecánicos en la industria, desde las maquinas herramientas (tornos, fresadoras, taladros, limadoras), hasta los relojes mecánicos, pasando por los telares, motores de combustión interna y toda la maquinaria que formo parte de la revolución industrial.

Automatización Neumática

La técnica neumática admite infinidad de aplicaciones en el campo de la maquina herramienta, especialmente en los trabajos de fijación de piezas, bloqueo de órganos, alimentación de maquinas y movimiento lineal de órganos que no requieran velocidades de
actuación rigurosamente constantes.

Prácticamente la totalidad de las automatizaciones industriales tienen, como elementos de mando, instalaciones neumáticas.

Como principales ventajas del mando neumático cabe destacar:

- La sencillez de los propios sistemas de mando: cilindros, válvulas, etc.

- La rapidez de movimiento (respuesta) del sistema neumático.

- La economía de los sistemas neumáticos una vez instalados.

Y como inconvenientes tenemos:

- La instalación requiere un desembolso económico añadido a la propia automatizaci6n.

- El mantenimiento del estado del aire, ya que debe mantenerse perfectamente limpio y seco.

Automatización Hidráulica

Prácticamente lo dicho para la automatización neumática vale para la hidráulica, aunque con algunas diferencias; por ejemplo, el mando hidráulico es mas lento que el neumático, sin embargo, es capaz de desarrollar mas trabajo.

La hidráulica se prefiere en sistemas que deban desarrollar mas trabajo y no sea primordial la velocidad de respuesta.

Este tipo de mando lo encontraremos en prensas, diversas maquinas-herramientas, y por supuesto, en el automóvil: frenos, dirección e, incluso, suspensión.

Para saber más visita: Neumática e Hidráulica

Automatización Eléctrica

Dado que la energía eléctrica esta disponible en cualquier instalación industrial, prácticamente cualquier maquina por sencilla que sea, va a tener algún tipo de automatismo eléctrico, encargado de gobernar los motores o como función de mando dentro de la propia maquina.

La técnica eléctrica se utiliza para control de movimiento (lineal o angular), en los casos en que se precisan velocidades constantes o desplazamientos precisos.

Su gran ventaja es la disponibilidad de una fuente de energía eléctrica en prácticamente cualquier lugar.

Los elementos de mando mas comunes son los pulsadores, interruptores, conmutadores, finales de carrera, detectores fotoeléctricos, relés, relés temporizadores y contactores.

Aquí los puedes ver todos: Automatismos.

Automatización Electrónica

Por supuesto, la llegada de la electrónica a la industria ha supuesto una verdadera revoluci6n y ha permitido que la automatizaci6n industrial de un paso de gigante.

La base de este avance en la automatización ha sido el sistema digital, que ha desembocado en el ordenador y, naturalmente, en el autómata programable.

El tipo de sistema de control electrónico mas común, recibe el nombre de controlador secuencial, debido a su forma de actuación.

Podemos resumir una serie de características propias a los procesos que se controlan de forma secuencial:

- El proceso se puede descomponer en una serie de estados que se activaran de forma secuencial (variables internas).

- Cada uno de los estados cuando esta activo realiza una serie de acciones sobre los actuadores (variables de salida).

- Las seriales procedentes de los sensores (variables de entrada) controlan la transición entre estados.

- Las variables empleadas en el proceso y sistema de control (entrada, salida internas), son múltiples y generalmente de tipo discreto, solo toman dos valores activado o desactivado.

Por ejemplo, un motor solo estará funcionando o parado, un sensor eléctrico situado sobre un cilindro neumático estará activado cuando este el embolo del cilindro situado a su altura sobre el y desactivado en caso contrario.

En función de como se realice la transición entre estados, los controladores secuenciales pueden ser de dos tipos: asíncronos y síncronos.

Controladores Secuenciales Asíncronos: La transición entre los estados se produce en el mismo instante en que se produce una variación en las variables de entrada.

Controladores Secuenciales Síncronos: La transición a un determinado estado se produce en función de las variables de entrada sincronizadas mediante una señal de reloj de frecuencia fija, de forma que la transición entre estados solo se produce para cada señal
de reloj.

Automatización Informática

El uso de ordenadores o computadoras y la informática en la fabricación industrial ha seguido experimentando un crecimiento constante a medida que se dan a conocer más y más casos de uso de automatización donde se utiliza el ordenador, es la llamada industria 4.0.

Se puede observar el papel de mejora de las ordenadores en la industria desde prácticamente todos los pasos involucrados en el proceso de fabricación.

La disponibilidad de ordenadores también ha hecho posible una revolución en las más avanzada de todas las formas de automatización, las operaciones que están diseñadas para replicar los procesos de pensamiento humano.

Se dice que una máquina automatizada está "pensando" si el término se usa sólo para los procesos mentales más simples.

Un ejemplo: "¿Debo hacer A o B"?.

La enorme capacidad de un ordenador, sin embargo, hace posible que una máquina analice muchas más opciones, compare opciones entre sí, considere los posibles resultados de varias opciones y lleve a cabo el razonamiento básico y los pasos de resolución de problemas que no se encuentran dentro de la programación de la máquina.

En este punto, la máquina automatizada se está acercando a los tipos de funciones mentales normalmente asociadas con los seres humanos y, por lo tanto, se dice que tiene inteligencia artificial.

Para saber más visita: Inteligencia Artificial

Automatización Robótica

Muy vinculado a la informática y la electrónica es también el mundo de la robótica.

La construcción de robots, es decir máquinas automáticas y programables que pueden realizar operaciones relativamente complejas de forma autónoma, es lo que conocemos como robótica.

Estos robots se están utilizando cada vez más para automatizar procesos industriales, y es lo que se llama Robótica Industrial.

Los robots industriales son dispositivos mecánicos que, hasta cierto punto, replican los movimientos humanos.

De hecho, la automatización y la robótica industrial son los pilares que han hecho posible la consolidación de la llamada Industria 4.0.

Se usa la robótica industrial para realizar tareas de gran precisión y repetibilidad que dan como resultado productos de mayor calidad.

Por lo general, éstos suelen ser articulaciones y brazos desarrollados específicamente para aplicaciones tales como la soldadura, manejo de materiales, unión de piezas, pintura y otros.

Para saber más visita: Tipos de Robots

Para acabar, déjame recomendarte el mejor libro para aprender los automatismos: Libro Automatismos Eléctricos

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