Ingredientes inteligentesCómo la fabricación inteligente puede ayudar a mejorar el rendimiento, la productividad y la eficiencia en las operaciones de alimentos y bebidas

Calentar.Viviendo en una olla a presión

Piense en los retos a los que se enfrenta su empresa hoy. ¿Qué se le viene a la cabeza?

¿Responder con mayor rapidez a los cambios en el mercado y los gustos del consumidor? ¿Cumplir las necesidades de consumidores cada vez más conectados, mejor informados y más comunicativos? ¿Hacer frente a nuevos competidores, como proveedores de comida en línea, fabricantes de productos especiales o marcas de supermercados? ¿Cumplir los nuevos reglamentos que exigen una mayor rastreabilidad de los alimentos?

Es evidente que esta industria de alimentos y bebidas no es la que era ayer. Cada vez es más compleja, cambia con mayor rapidez y los consumidores juegan un papel más importante.

Con todas estas presiones, sus operaciones de fabricación deben seguir ese ritmo si quiere seguir siendo competitivo. Para ello, es fundamental mejorar la productividad y la eficiencia, pero no basta con hacerlo una sola vez, sino continuamente y en todas las operaciones.

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Crecer.El auge de la fabricación inteligente

Afortunadamente, el mundo de la fabricación también evoluciona con rapidez. La fabricación conectada y habilitada por información, también llamada fabricación inteligente, crea nuevas oportunidades para comprender mejor sus operaciones y aprovecharlas mejor.

La fabricación inteligente conecta procesos que antes estaban aislados. Crea una visión única de las operaciones y permite una comunicación

transparente entre personas, datos y activos, lo que contribuye a mejorar la colaboración en tiempo real, optimizar continuamente los procesos y mantener las operaciones en marcha, incluso cuando usted se enfrenta a los retos actuales más importantes.

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Mezclar.El poder de la información

La fabricación inteligente aprovecha los avances tecnológicos más recientes para redefinir lo que puede ser la fabricación.

l La internet de las cosas, la proliferación de dispositivos inteligentes conectados mediante el protocolo internet, le permite el acceso a datos que hasta ahora estaban atrapados en las máquinas, los procesos y la cadena de suministro.

l Las tecnologías inalámbricas y móviles permiten capturar y consultar datos desde prácticamente cualquier lugar, así como crear nuevas maneras de comunicarse y colaborar.

l El Big Data y el análisis de datos le ayudan a gestionar cantidades masivas de datos procedentes de todos los rincones de la empresa y contextualizarlos para convertirlos en información útil.

l Una infraestructura de red segura basada en protocolos de Ethernet industriales, como EtherNet/IP™, permite compartir datos y comunicarse en tiempo real de manera transparente con toda la empresa.

Combinadas, estas tecnologías le ofrecen posibilidades nunca antes vistas de consultar y analizar los datos, así como de actuar en función de ellos en sus operaciones. Para aprovecharlas al máximo, no obstante, primero debe hacer que sus sistemas de la planta y los de IT converjan en una única arquitectura de red.

Una arquitectura de red convergente ayuda a simplificar el funcionamiento de los sistemas y agiliza la coordinación de datos procedentes de diversas fuentes en sus operaciones. A esto es a lo que Rockwell Automation le llama The Connected Enterprise.

“Los datos de los sensores que se usan para predecir cuándo un equipo presenta desgaste o necesita reparaciones pueden reducir los costos de mantenimiento hasta en un 40 por ciento y disminuir el tiempo improductivo no planificado a la mitad.” 1

1 An Executive’s Guide to the Internet of Things, McKinsey & Company, agosto de 2015

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Sabores.¿En qué puede ayudarle la fabricación inteligente?

Conectar redes dispersas, mejorar la visibilidad sobre la producción y lograr un mayor control sobre los procesos puede ayudarle a introducir mejoras operacionales y aumentar la eficiencia, especialmente en actividades complejas como los cambios. Además, la mayor disponibilidad de la información puede ayudarle a responder mejor a los acontecimientos en la cadena de suministro y a mejorar la producción a demanda.

En concreto, la fabricación inteligente puede ayudarle a:

l Mejorar el uso de los activos.

l Aumentar el rendimiento.

l Incrementar la productividad del personal.

l Optimizar la gestión de los recursos.

l Mitigar los riesgos de seguridad.

“Al conectar las máquinas, las líneas de producción, los operadores y los servicios de apoyo, la fabricación inteligente puede ayudar a las empresas a optimizar sus procesos empresariales hasta un nivel que antes solo podíamos imaginar”. 1

1 Is Smart Manufacturing the Food Industry’s Next Revolution? Food Online, 21 de julio de 2015

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Apetecible.Mejorar el uso de los activos

Mejor inteligenciaLa información de fabricación es la base de un análisis más profundo para mejorar las operaciones. Los sistemas integrados y los datos coordinados procedentes de diversas fuentes están transformando la producción de alimentos y bebidas. Por ejemplo, la posibilidad de consultar información en tiempo real sobre parámetros como temperatura, presión, tiempo de cocción y limpieza del lugar, puede ayudarle a emplear un método más proactivo de garantizar la seguridad y la calidad de los alimentos. La recolección automatizada de datos, así como el registro y la elaboración de informes, también pueden aliviar la carga relacionada con el cumplimiento normativo.

El software de inteligencia de fabricación empresarial (EMI) organiza, correlaciona y presenta información de producción que ayuda a los operadores a detectar problemas y realizar ajustes en tiempo real. Los tableros con numerosos datos indican cómo se está comportando una máquina o una línea, mientras que las notificaciones avisan a los trabajadores si los parámetros de producción superan los límites establecidos.

Control mejoradoUn sistema de control distribuido (DCS) moderno integra todos los procesos de automatización en un solo sistema para toda la planta. Las características de un DCS, como el control predictivo de modelos (MPC), la gestión de alarmas y la gestión de lotes, pueden contribuir a mejorar la eficiencia de la planta y el rendimiento operacional. Las estaciones de trabajo y los servidores virtualizados pueden ayudar a reducir la inversión en IT, mejorar el tiempo productivo y prolongar los ciclos de vida útil.

Máquinas más inteligentesLos dispositivos y las máquinas inteligentes pueden ofrecer un acceso sin precedentes al elemento más poderoso que muy pocos fabricantes de alimentos y bebidas aprovechan por completo: sus propios datos.

Los datos en tiempo real se pueden registrar y analizar para ayudar a los trabajadores a tomar mejores decisiones y optimizar en última instancia no solo sus máquinas, sino todo el proceso de fabricación.

El fabricante de chocolate Barry Callebaut empleó un software de inteligencia de fabricación para realizar un seguimiento de la eficacia total del equipo y notificar a los operadores de las pérdidas de productos conforme ocurrían, mediante un tablero de seguimiento de los ingredientes. La instalación logró convertir las pérdidas de materiales en una ganancia neta.1

1 Barry Callebaut Finds Sweet Savings With OEE Solution, IndustryWeek, 26 de septiembre de 2015

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Rellenar.Aumentar el rendimiento

La fabricación inteligente ofrece la posibilidad de: l Rastrear el flujo de ingredientes y rastrear el

rendimiento a lo largo de la producción.l Monitorear las áreas de producción clave y utilizar la

información obtenida para mejorar las operaciones.l Responder a los acontecimientos en la cadena de

suministro para mejorar la producción a demanda.l Ayudar a evitar las retiradas de productos y

gestionarlas.El software del sistema de ejecución manufacturera (MES) automatiza la recolección de datos para lograr una visibilidad más profunda e inmediata de la producción, lo cual puede ayudarle a tomar mejores decisiones en función del estado de sus operaciones, el mercado de materias primas y los ingredientes, para facilitar la gestión de la variación de los materiales y mejorar el rendimiento.

También puede sentar las bases de un potente sistema de seguridad/calidad de los alimentos y facilitar el seguimiento de los ingredientes. La rastreabilidad de la cadena de suministro de los alimentos es cada vez más importante para poder responder de forma eficiente a la demanda de los

consumidores, o para ayudar a evitar las retiradas de productos y gestionarlas.

El software de EMI puede consolidar datos provenientes de numerosas fuentes de las operaciones y elaborar informes y análisis para ayudar a mejorar el rendimiento. Los gerentes de calidad pueden revisar los eventos de producción y monitorear las células de trabajo para rastrear el rendimiento de la primera pasada. Los gerentes de planta pueden monitorear el rendimiento como parte de los datos de la planta y el seguimiento de las métricas.

Los sistemas de integración de líneas le permiten configurar, controlar y analizar el rendimiento de la línea desde una estación de operador estándar para poder implementar y optimizar con mayor rapidez los equipos de producción.

El software de MPC utiliza modelos predictivos para calcular los puntos de ajuste óptimos durante la producción. A continuación, monitorea de forma continua diversos parámetros para ayudarle a maximizar el rendimiento del equipo y gestionar mejor procesos complejos.

Un importante procesador de leche en polvo utilizó el MPC para reducir los niveles de variabilidad de la humedad en sus secadoras en un promedio del 52 por ciento, con lo que se consiguió un aumento medio del rendimiento de una tonelada al día.

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Hillshire Brands implementó un sistema de inteligencia de fabricación en su planta de Haltom City (Texas, EE. UU.), que produce 58 variedades de pinchos de comida. El sistema ofrece a los operadores información sobre la localización de los problemas, dónde pueden aparecer y dónde hay una capacidad de producción adicional.

Esta mayor visibilidad ayudó a la planta a reducir los objetivos de desechos y productos no comestibles a un 0.8 por ciento, lo que supone un ahorro anual de unos 5.5 millones de perritos rebozados. Además, el sistema ofrece mayor rastreabilidad y mejores informes que permiten cumplir la Ley de Modernización de Inocuidad Alimentaria (FSMA).1

Agitar.Incrementar la productividad del personal

Los fabricantes de alimentos y bebidas de todos los tamaños se enfrentan a muchos de estos mismos retos, entre ellos la necesidad de incrementar la productividad, mejorar la protección de los trabajadores y conservar los conocimientos de los empleados que se jubilan. La fabricación inteligente puede ayudarle a gestionar estos retos.

Empleo del personal

El acceso a datos en tiempo real, contextualizados y relevantes para el trabajo que se está realizando, puede crear una productividad “sin fricciones”, con la que las empresas de alimentos y bebidas pueden responder con

mayor rapidez a las necesidades del flujo de trabajo y reducir el tiempo de lanzamiento al mercado.

Seguridad del personal

Los sistemas de seguridad integrados en los sistemas de control de la maquinaria pueden contribuir a mitigar los riesgos y no son tan propensos a las interrupciones no planificadas como los sistemas cableados más antiguos. Además, los datos sobre incidentes de seguridad pueden ayudarle a identificar los riesgos y realizar ajustes en las áreas donde se producen las interrupciones relacionadas con la seguridad.

1 Caso práctico: Hillshire Brands Mobilizes Information to Improve Compliance, Reduce Quality Deviations and Waste Background, Food Manufacturing, 18 de mayo de 2015

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Disponibilidad del personal

A medida que se jubilan los trabajadores de mayor edad y con más experiencia, trabajadores más jóvenes y menos experimentados ocupan su lugar. Las operaciones deben prepararse para el futuro teniendo esto en cuenta.

Las instrucciones específicas impartidas a los trabajadores y la información de producción contextualizada puede ayudar a reducir la complejidad para estos nuevos trabajadores y los dispositivos móviles pueden ofrecerles información en un formato interactivo y familiariar. La digitalización de procesos también puede registrar los “secretos del oficio” de los trabajadores con más experiencia antes de que se jubilen.

También es posible recurrir a servicios externos para ampliar la plantilla disponible cuando no pueda encontrarse localmente el talento cualificado. A continuación se presentan algunos ejemplos:

l Los servicios de monitoreo remoto de terceros pueden ofrecer un monitoreo continuo de las máquinas, recolección de datos y asistencia en tiempo real si el equipo de mantenimiento no cuenta con suficiente personal y está sobrecargado. Estos servicios pueden ser particularmente valiosos para procesos críticos, operaciones veinticuatro horas al día y operaciones en emplazamientos remotos.

l Los servicios de ingeniería incorporados pueden ayudarle a mantener las operaciones en marcha sin problemas en caso de que se presenten dificultades con el personal. Los profesionales de servicio de campo capacitados en la fábrica pueden ofrecer servicios de mantenimiento y asistencia de ingeniería dedicados, además de complementar las destrezas del personal existente.

1 The Skills Gap in U.S. Manufacturing 2015 and Beyond, Deloitte, 2015

“Durante la próxima década, será necesario ocupar cerca de 3.5 millones de puestos de fabricación. Dada la brecha de destrezas existente, se espera que se queden sin ocupar 2 millones de estos puestos.” 1

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Preparar.Crear un personal preparado para el futuroEn las operaciones de fabricación inteligente, la productividad depende cada vez más de las tecnologías de red y el análisis de datos. Debe asegurarse de que los trabajadores cuenten con los conocimientos y destrezas necesarios para diseñar, mantener y atender la infraestructura de red. También deben poder aprovechar los datos que pueden mantener las líneas en funcionamiento durante más tiempo y mejorar la productividad.

La convergencia de los sistemas de la planta y los de IT, en combinación con los cambios en el panorama tecnológico, están desdibujando las funciones y las responsabilidades del personal de IT y de operaciones, lo que le plantea el reto de asegurarse de que los trabajadores cuentan con las destrezas y los conocimientos que necesitan para maximizar el tiempo productivo de la red y sacar el máximo provecho a los datos.

Los servicios de capacitación y certificación pueden ayudarle a reentrenar a los trabajadores para prepararlos para los entornos convergentes y el flujo entrante de datos. Los cursos de nivel inicial ofrecen a los trabajadores las destrezas básicas que necesitan para gestionar y administrar los sistemas de control industrial en red. Los cursos más avanzados se adentran en profundidad en temas como los protocolos de Ethernet industrial, la implementación de la tecnología inalámbrica y la resolución avanzada de problemas.

Prácticamente dos tercios de los ejecutivos de empresas de alimentos, bebidas y productos de consumo afirmaron que la subcontratación y la retención del talento clave serán un importante reto en un plazo de uno a tres años.1

1 2014 Food, Drink and Consumer Goods Industry Outlook Survey, KPMG, 2014

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Medir.Optimizar la gestión de los recursosLas mejoras en la productividad pueden ser un beneficio derivado cuando se recurre a la fabricación inteligente para abordar las necesidades de otras áreas. Una de estas áreas es la gestión de recursos, como por ejemplo, el agua, el aire, el gas, la electricidad y el vapor (WAGES).

La gestión energética es un ejemplo clave. El sector de alimentos y bebidas figura siempre entre los que más energía eléctrica consumen en Estados Unidos. Como consecuencia, las organizaciones quieren maximizar los beneficios obtenidos con este gasto controlable.

Las tecnologías inteligentes pueden facilitar el acceso a los datos sobre energía y aumentar la visibilidad para tomar decisiones más inteligentes cuando hay que controlar el consumo de energía. Con la ayuda de estas funciones, los fabricantes de alimentos y bebidas pueden gestionar de forma proactiva los requisitos de carga, mejorar el rendimiento del sistema y reducir los costos.

Un fabricante de alimentos reduce el consumo de energía y agua como parte de su renovación de la producción

Un fabricante estadounidense de alimentos enlatados renovó su infraestructura de automatización para cumplir sus necesidades de producción y sustentabilidad.

Los nuevos controles emplean un avanzado sistema de recuperación de calor y energía, que reutiliza el 100 por ciento del calor del proceso de refrigeración de las latas con el fin de calentar el agua corriente para los procedimientos de enjuagado, escaldado y cocción. El resultado: una reducción del 38.2 por ciento del consumo de gas natural.

El sistema también reutiliza el agua refrigerada para reducir la temperatura de las latas durante el proceso de cocción, lo que ha rebajado el consumo global de agua de la empresa en más de 100 millones de galones al año.

Mientras tanto, la empresa fabrica en cinco días la misma cantidad de producto para la que antes necesitaba siete días, además de conseguir también un producto de mayor calidad.

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En capas.Mitigar los riesgos de seguridad

Con todas las ventajas que la fabricación inteligente puede ofrecer a sus operaciones, también se requiere adoptar una visión más integral de la seguridad. La conectividad transparente y los dispositivos inteligentes son los catalizadores de la fabricación inteligente, pero también pueden ser un punto de entrada de amenazas.

La seguridad de la red es un punto fundamental para cualquier empresa de fabricación inteligente. En la industria de alimentos y bebidas, no solo necesita proteger el tiempo productivo y la propiedad intelectual, sino también los procesos, los equipos y las personas que se encargan de mantener la seguridad y la alta calidad de los productos.

El programa de seguridad debe ser holístico. Debe extenderse desde la empresa hasta el nivel de la planta y contemplar todos los dispositivos finales. También debe tener en cuenta los riesgos para las personas, los procesos y las tecnologías.

Entre las consideraciones que deben tenerse presentes a la hora de desarrollar un programa de seguridad industrial se incluyen:

l Comenzar con una evaluación de la protección para identificar las áreas de riesgo y las posibles amenazas.

l Aplicar un método de seguridad de varias capas, como la protección de defensa en profundidad, para establecer varios frentes de defensa mediante la aplicación de medidas físicas, electrónicas y procedimentales.

l Aprovechar las tecnologías en todas las operaciones de una manera que optimice la seguridad.

l Utilizar recursos, como las arquitecturas de referencia Converged Plantwide Ethernet (CPwE) de Rockwell Automation y Cisco.

l Desplegar iniciativas de seguridad adecuadas para nuevas tecnologías, como el uso de la gestión de dispositivos móviles para restringir y monitorear el acceso móvil.

1 Rockwell, Cisco Launch New Architectures to Reduce Security Risks, Food Engineering, 28 de julio de 20152 Kaspersky Lab Survey: One in Every Five Manufacturing Businesses Has Lost Intellectual Property to Security Breaches Within the Past Year, Kaspersky Labs, 13 de agosto de 2014

“Conforme se automatiza un mayor número de operaciones de la industria de alimentos y bebidas, los riesgos de seguridad como el robo de datos/recetas y las interrupciones de la planta ocasionadas por hackers se convierten en quebraderos de cabeza para los ingenieros”. 1

Kaspersky Labs determinó que el 21 por ciento de los fabricantes había sufrido una pérdida de propiedad intelectual en un período de un año.2

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Listo.La fabricación inteligente tiene la capacidad de transformar por completo las operaciones de fabricación de alimentos y bebidas.

La posibilidad de consultar información relevante, en tiempo real y basada en roles permite tomar decisiones más informadas en todos los niveles y crear infinitas oportunidades de mejorar los procesos. Además, los avances en equipos, sistemas de control y sistemas de información pueden ayudarle a establecer operaciones más flexibles y con mayor capacidad de respuesta.

Los beneficios de la fabricación inteligente van más allá de las mejoras en las operaciones. Una infraestructura de red segura, una mayor conectividad y el acceso a información útil también crean oportunidades de mejorar la calidad, la seguridad de los alimentos y la seguridad de los trabajadores, lo que contribuye a aliviar la carga relacionada con el cumplimiento normativo.

Para obtener más información sobre cómo la fabricación inteligente puede ayudarle a mejorar las operaciones, comuníquese con el representante de ventas de Rockwell Automation o visite esta página.

EtherNet/IP es una marca comercial de ODVA Inc.

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Listen. Think. Solve., Motor Control Center, Total Cost to Design, Develop and Deliver y PartnerNetwork son marcas comerciales de Rockwell Automation, Inc. Las marcas comerciales que no pertenecen a Rockwell Automation son propiedad de sus respectivas empresas. Encompass, FactoryTalk, On-Machine y RAPID Line Integration son marcas comerciales de Rockwell Automation Inc. EtherNet/IP es una marca comercial de ODVA Inc. CNCAssembly es una marca comercial de Transformix Engineering. SOLIDWORKS es una marca comercial de Dassault Systèmes SolidWorks Corporation.

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Publicación FOOD-SP025A-ES-P - Noviembre de 2016 © 2016 Rockwell Automation, Inc. Todos los derechos reservados.