Los procesos industriales son clave en la producción masiva de bienes, pero ¿cómo puede la Inteligencia Artificial mejorar su eficiencia y calidad?
Los procesos industriales son, a grandes rasgos, todas las etapas que intervienen en la conversión de materias primas en productos terminados, por lo general a gran escala. Este sector está experimentando una notable transformación en los últimos años gracias a la Inteligencia Artificial, que contribuye incrementando la eficiencia, mejorando la calidad y reduciendo los tiempos de inactividad.
Los sistemas de fabricación actuales son complejos y dependen de la interconectividad. Estas características son las que allanan el camino para aplicar herramientas de automatización, entre otros avances tecnológicos. En este artículo analizaremos de qué forma se aplican estos sistemas y cómo es que se complementan con la mano de obra humana.
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¿Qué es un proceso industrial y cuáles son sus principales características?
Un proceso industrial es una actividad manufacturera, cuyo objetivo central es la producción masiva de bienes a través de una secuencia de pasos, que se realizan de forma planificada y continua.
Durante esta actividad —cuyas etapas pueden ser químicas, físicas, eléctricas o mecánicas— las materias primas procedentes de los recursos naturales son manipuladas y transformadas en productos, para satisfacer una necesidad de consumo. (1)
Entre sus principales características, tenemos:
- Multisectorial: los procesos industriales se aplican en diversos sectores económicos, incluyendo el alimentario, farmacéutico, textil, automotriz, electrónico, etc.
- Secuencial: lejos de ser un evento aislado, un proceso industrial funciona de forma continua para lograr la mayor eficiencia posible.
- Escalable: las fórmulas empleadas para la producción se pueden ajustar para obtener un mismo producto en diferentes cantidades.
- Estandarizado: el proceso de fabricación se ejecuta siguiendo estándares de calidad estrictos, incluyendo medidas de tendencia central y otras herramientas, a fin de garantizar una producción uniforme.
- Automatizado: a través de la automatización y control, es posible ejecutar tareas repetitivas, optimizando los tiempos de producción.
Tipos de procesos industriales
Existen varias formas de clasificar los procesos industriales, algo que no es de sorprender, debido a la complejidad de las operaciones que involucran. En este caso, nos centraremos en los procesos más utilizados por las empresas de alcance global.
Fabricación repetitiva
Es el entorno de fabricación más común en la industria, y consiste en producir un mismo producto mediante una línea de montaje que se repite de forma continua, a gran escala y con muy pocas variaciones. Su objetivo es satisfacer la demanda de bienes de consumo en el menor tiempo posible, priorizando la reducción de costos.
Fabricación discreta
A diferencia de la fabricación repetitiva, este modelo da como resultado productos del mismo tipo, pero con diferentes formatos y componentes. Para ello, las líneas de montaje suelen ser modificadas con frecuencia, lo que supone una mayor inversión de recursos. Algunos ejemplos de fabricación discreta son los electrodomésticos, smartphones o automóviles.
Fabricación de proceso continuo
Es un proceso que se realiza a un ritmo constante y sin tiempos de espera, muchas veces durante las 24 horas del día. Es similar a la fabricación repetitiva, pero se distingue por usar materias primas como gases, líquidos y polvos en lugar de componentes sólidos. Se emplea en industrias como refinación de petróleo, metalurgia, papeleras, centrales nucleares, etc.
Fabricación en taller
Es un proceso industrial orientado a la creación de productos personalizados, por lo general en lotes pequeños o incluso de forma individual. Su prioridad es la calidad en lugar de la cantidad, y depende, por lo general, de la intervención de operadores cualificados. Los responsables de talles de fabricación no solo trabajan para mayoristas, sino que también pueden vender sus productos directamente.
Automatización de procesos industriales con IA
Las empresas modernas han empezado a utilizar soluciones de Inteligencia Artificial para optimizar sus flujos de trabajo. En el caso de la instrumentación industrial, esta tecnología emergente juega un papel relevante, pues facilita la medición de variables y el análisis de datos, permitiendo una toma de decisiones más informada.
La contribución de la IA en los procesos industriales está transformando la industria manufacturera. Así lo señalan informes académicos recientes, como el del autor Kehayov, M., publicado en la edición 200 de Procedia Computer Science, donde señala:
“Los recientes avances en Inteligencia Artificial (IA) y la gran cantidad de datos de fabricación generados, conocidos como big data, permiten la integración de nuevos tipos de herramientas analíticas en la cadena de suministro, optimizando así la producción de bienes (…) lo que ha dado lugar a conceptos como fábrica inteligente y fabricación inteligente.” (2)
Fuente: Application of artificial intelligence technology in the manufacturing process
Este y otros estudios apuntan a la consolidación de sistemas capaces de aprender y adaptarse de forma continua a diferentes procesos industriales. Muestra de ello es el uso de sensores para detectar posibles deficientes durante la producción en una planta e implementar soluciones automáticas, lo que supone una mejora drástica en toda la cadena de fabricación.
Respecto al factor humano, los expertos anticipan una mayor participación relacionada con la supervisión de la fabricación y control de calidad de los productos, mientras que las tareas más pesadas dependerán en gran medida de sistemas de automatización y robótica, que podrán trabajar de forma autónoma o en colaboración con un compañero humano.
Importancia de los procesos industriales en la era de la Inteligencia Artificial
Los procesos industriales son fundamentales, a tal punto que, sin ellos, la mayoría de productos que utilizamos diariamente serían muy difíciles de obtener, o directamente no existirían. Pero si adaptamos estos flujos de trabajo a la era de la IA, obtenemos mejoras significativas en todas sus etapas, mejorando su eficiencia, precisión y adaptabilidad.
Al estar enmarcadas dentro del concepto de Industria 4.0, las aplicaciones de IA en conjunto contribuyen a prácticas de fabricación más inteligentes, posicionándose como activos valiosos en los procesos industriales modernos.
Bibliografía APA
(1) Quiroa, M. (2020, 1 de noviembre) Proceso industrial. Economipedia. https://economipedia.com/definiciones/proceso-industrial.html
(2) Kehayov, M., Holder, L., Koch, V. (2022) Application of artificial intelligence technology in the manufacturing processs and purchasing and supply management. Procedia Computer Science, Volume 200, 1209-1217 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050922003301
