Estado del Arte de Tecnologías Inmersivas para Maquinaria de Construcción

En los últimos años, las tecnologías audiovisuales en el campo de la Realidad Virtual han alcanzado un nivel de madurez importante gracias a la reducción de costes hardware y la evolución tecnológica a nivel de representación gráfica. Esto ha provocado que en 2015 y 2016 se esté produciendo una proliferación de gran variedad de cascos de RV (head mounted displays) como los de los fabricantes: Oculus, Samsung, Sony o HTC, impulsados de forma directa por el sector de los videojuegos.
En este post, se van a explicar como estas soluciones van a permitir el desarrollo de proyectos altamente inmersivos aplicados al sector de los fabricantes de maquinaria y obra pública y cómo explotar sus características.

Una de las características del sector es que habitualmente los productos de los fabricantes de maquinaria son de grandes dimensiones y estas tecnologías de visualización permiten mostrar los productos a tamaño real (escala 1:1) y se puede interactuar con ellos por lo que estas características hacen que aplicar la RV sea muy interesante y se puedan obtener beneficios desde dos enfoques. Uno sería la parte de marketing o preventa para mostrar un producto a un cliente, lo que denominaríamos catálogos virtuales de productos que pueden explotar las posibilidades de portabilidad de algunos dispositivos, pero aún más importante es el segundo enfoque, que une las tecnologías de visualización con los procesos de diseño, permitiendo hacer una importación de los modelos de ingeniería y que éstos se visualicen. La principal ventaja de esta aproximación es que permite obtener un feedback rápido, consiguiendo tener iteraciones más cortas de diseño de producto y eliminar errores antes de iniciar los procesos de fabricación.

Además, estas tecnologías de visualización se pueden explorar para la realización de simuladores de entrenamiento para maquinarias complejas permitiendo un aprendizaje mucho más seguro ya que los trabajadores aprenden a manejar maquinaria entrenándose con el simulador sin exponerse a condiciones que podrían ser peligrosas.

Para el que quiera profundizar, en el Estado del Arte de Tecnologías Inmersivas para Maquinaria de Construcción realizado por ITAINNOVA y ANMOPYC, dentro del proyecto “Aplicación de nuevas tecnologías inmersivas para la innovación en la maquinaria de construcción, obras públicas y minería”, financiado por el Programa de Agrupaciones Empresariales Innovadoras, se profundiza en las posibilidades de estas tecnologías, incluyendo las posibilidades de la Realidad Aumentada, presentando su grado de madurez para su implementación en la empresa y proyectos punteros que se están realizando en el sector.

Autor: David Díez – ITAINNOVA

Inycom

Razón Social: Instrumentación y Componentes SA
Dirección: Calle Alaún Nº8  Polígono PLAZA
50197 Zaragoza

Contacto: Oscar Quintana Benito
Teléfono: +34 607287813 – 902500001
Mail: oscar.quintana@inycom.es
Descripción actividad: Inycom cuenta con más de 35 años de experiencia ofreciendo soluciones tecnológicas avanzadas y servicios de alto valor añadido que faciliten el desarrollo de los negocios y mejoren su competitividad  a nivel global. Su decidida apuesta por la innovación, a través del desarrollo de proyectox de I+D+i, la calidad en la gestión mediante la aplicación de un Sistema de Gestión basado en la Excelencia Empresarial, y la creencia en las personas como generadoras de valor, han hecho de Inycom un referente en cada uno de los sectores en los que da servicio.

Inycom lidera proyectos de transformación digital de la industria: optimizando sus procesos, innovando en sus productos y negocio, e integrando la ciberseguridad como valor intrínseco en todas sus fases. Además dispone de un equipo de trabajo experto formado por especialistas en sensórica, inteligencia y seguridad que garantizan la digitalización en la cadena de valor de la industria.

Áreas de actuación: Big Data y análisis de datos, ciberseguridad, cloud, machine learning, IoT, realidad aumentada, simulación.
Web: www.inycom.es

 

Tecnologías Inteligentes para el Transporte Autónomo de Mercancías en Interiores y Exteriores – TITAM_ie

Empresa:  ACCIONA INFRAESTRUCTURAS, SECTOR: CONSTRUCCIÓN

Agente tecnológico: i3A

Presentación del Caso:

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de tecnologías para el transporte automatizado de cargas en ambientes no estructurados, tanto en interiores como en exteriores, que cuenten con la capacidad de planificación y re-planificación automática de rutas, de forma segura y robusta.

La consecución de este objetivo permitirá a cada una de las empresas integrantes del consorcio situarse en una posición de liderazgo en la automatización, robotización y creación de aplicaciones software y de comunicaciones específicas asociadas, en diferentes sectores productivos, en los cuales existe un gran potencial de desarrollo ya que, en la actualidad, el uso de sistemas robotizados es muy bajo o nulo.

En el proyecto se desarrolló un robot autónomo (UAV), adaptado para el transporte de grandes piezas en un parque industrial de grandes dimensiones, con almacenes interiores y exteriores. El robot se debe localizar en todo momento, y desplazarse autónomamente en este escenario, respondiendo a órdenes de transporte de piezas entre las diversas zonas del almacén. Los retos fundamentales que presentaba el proyecto eran:

  • Localización precisa en cualquier parte del almacén, interior o exterior, integrando de manera óptima la información de los sensores embarcados
  • Planificación del desplazamiento a partir de información proporcionada por el supervisor de las posiciones inicial y final, y del mapa sensorial del escenario construido previamente, y actualizado periódicamente
  • Navegación autónoma a partir de la planificación, evitando los obstáculos del entorno, cuya ubicación no es conocida a priori, dado que el escenario el cambiante debido a la actividad logística desarrollada en él.

Robot en escenario exterior

Robot en escenario interior

Enlaces a vídeos: Vídeo1  , Vídeo2

Proceso de trabajo:

El Proyecto se desarrolló entre los años 2011 y 2014. Los principales hitos fueron:

  • Desarrollo de los algoritmos de percepción, localización, planificación y navegación
  • Toma de datos sensoriales del escenario interior y exterior del parque industrial
  • Desarrollo de los algoritmos de percepción, localización, mapeo, planificación y navegación autónoma
  • Experimentación y puesta a punto de los algoritmos en el escenario interior
  • Experimentación y puesta a punto de los algoritmos en el escenario exterior
  • Experimentación y puesta a punto de los algoritmos en ambos escenarios para una localización y navegación continuas, con la integración en cada momento de los sensores adecuados.

 

Beneficios obtenidos por la empresa:

El proyecto se planteó como una transferencia tecnológica del know-how del grupo de Robótica, Percepción y tiempo real del I3A, a la empresa en todos los aspectos relacionados con las funcionalidades robóticas de un vehículo terrestre autónomo, para dotarle de capacidad de decisión en cuanto a los movimientos a realizar en un entorno de actividad industrial real. En este sentido, el robot y todas las capacidades de navegación autónoma desarrollados se adaptaron a las enormes dimensiones del escenario y a la necesidad de realizar grandes recorridos y durante un tiempo de trabajo elevado, sin intervención humana.

Los beneficios pretendidos es la de disponer de vehículos con estas capacidades que simplifiquen y automaticen las tareas logísticas en escenarios y aplicaciones como el utilizado en el proyecto. En el momento de finalizar el proyecto no existían vehículos comerciales autónomos con todas las características y funcionalidades del desarrollado. Se trata de un primer prototipo, primer paso para el desarrollo de futuros vehículos comercializables que puedan introducirse en el mercado.

 

Mejora del rendimiento OEE en molinería

Empresa:  Cooperativa San Licer de Zuera – Agroindustria (fábrica de piensos)

Agente tecnológico: Tefipro

Presentación del Caso:

La Cooperativa San Licer de Zuera estaba preocupada por el desempeño del molino ubicado en su fábrica de piensos. Se nos contactó para que realizáramos un estudio sobre el mismo y se propusieran mejoras en el rendimiento. Utilizamos nuestros sistemas de monitorización TEFIPRO.core que a través de Big Data y Análisis de Datos unido a Computación en la Nube son capaces de calcular en tiempo real el rendimiento en equipos y líneas productivas.

Proceso de trabajo:

1. Se realizó una fase inicial de estudio gracias a nuestros sistemas de monitorización TEFIPRO.core.

2. Fase de análisis de datos gracias a la plataforma habilitada para el cliente.

3. Propuestas de mejoras que incrementaran el OEE así como costes de cada uno de dichas mejoras.

4. Se continua auditando el rendimiento del molino y su proceso productivo. Esto permitirá evaluar que las mejoras surgen el efecto esperado sino. Además será posible ver si otros cambios implementados/pruebas en cualquier momento mejoran el OEE o no gracias a tener un histórico de datos.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Gracias a la utilización del sistema de monitorización TEFIPRO.core el cual hace uso intensivo de Big Data, Análisis de Datos y Computación en la Nube hemos sido capaces de no sólo evaluar el rendimiento inicial de un molino sino de proponer 3 líneas de mejoras cuantificadas por el incremento de OEE en cada una de ellas. Concretamente:

Además el cliente dejó instalado el sistema TEFIPRO.core para seguir auditando su proceso productivo y verificar que las mejoras propuestas dan el resultado esperado.

Caso de éxito está disponible en: http://www.tefipro.com/doc/TEFIPRO-Caso-de-exito-en-Industria-4.0.pdf

 

MEGAROB – Plataforma robotizada para tareas de fabricación de alta precisión de piezas de gran tamaño

Empresa: Acciona Construcción, S.A.: constructora europea líder en la construcción y gestión de edificios e infraestructuras civiles bajo principios de sostenibilidad. Cuenta con presencia internacional en más de 30 países y su facturación total en 2014 fue de 1.087 millones de euros, empleando a 30.000 empleados.

Agente tecnológico: Aitiip

Presentación del Caso:

MEGAROB: Un novedoso sistema de fabricación basado en robótica industrial de última generación al servicio de la industria.

La precisión y grandes dimensiones sobre las que trabaja lo convierten en el único en el mundo.

Este robot está ensamblado en una grúa a través de la cual se desplaza, abarcando un gran espacio de trabajo de 20x6x5 metros. Las operaciones están controladas por un programa, que usa un algoritmo de posicionamiento programado en el entorno del proyecto, y que procesa las lecturas de un dispositivo laser a razón de 1000 lecturas por segundo.

Las operaciones de fabricación que puede realizar este sistema son diversas, como taladrado, fresado, recanteado, lijado o pulido entre otros. Estas operaciones se realizarán sobre piezas de gran tamaño, de hasta 20 metros, otra de las características específicas de esta plataforma.

Para ello, se siguió un plan de trabajo que consistió, en términos generales, en una conceptualización del sistema completo (estructura-robot-sistemas de visión artificial), desarrollo de hardware y software de alto nivel favoreciendo el intercambio de información entre ellos (BigData y Data Exchange), obtención de un sistema completo al servicio de las empresas.

Proceso de trabajo:

El plan de trabajo para la obtención de un demostrador real del sistema MEGAROB en AITIIP, con dimensiones finales de 20x6x5 metros y bajo un entorno Industria 4.0 duró 3 años. Los principales hitos del sistema fueron:

  1. Definición de subsistemas (conectividad): necesidades, robot, sistema de visión y láser tracker, sistema de control de alto nivel, indicadores ambientales.
  2. Optimización de la estructura y diseño global del sistema.
  3. Desarrollo de hardware (sistemas ciberfísicos): análisis de cabezales de grúa, desarrollo de seguimiento 3D.
  4. Diseño de software y sistema de control: investigación en algoritmos y desarrollo de software, alineamiento, CAM interface, HMI, arquitectura de control (alto y bajo nivel).
  5. Desarrollo de demostrador a escala: desarrollo de estructura, instalación electrónica y control de motor, ensamblaje de robot y sistema de seguimiento, integración de sistema completo.
  6. Validación: demonstración con casos reales de pieza grande en la industria (viga de material compuesto de ACCIONA) y análisis de ciclo de vida de piezas testeadas.

Es importante reseñar la complejidad que implicaba lograr la precisión buscada en pieza y que es capaz de alcanzar el sistema MEGAROB (el cual posee 9 grados de libertad): ±0.4mm en piezas de 20 metros de largo.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Para ACCIONA (beneficio del nuevo proceso robotizado bajo Industria 4.0):

·         Posición diferenciadora ante la competencia gracias a disponer de una tecnología inteligente, flexible y autónoma de mecanización capaz de ejecutar tareas (desbarbado, fresado, taladrado, pulido, etc.) logrando gran precisión (±0.4mm) en piezas de más 10 metros y materializadas en aluminio, acero, material compuesto, etc.

·         Reducción de tiempo de procesamiento (≈20%) y reparación de piezas gracias a reducción tiempos en trabajos de ajuste y tareas de mecanización.

·         Reducción de inversión en maquinaria: la multifuncionalidad e interconectividad del sistema permite eliminar la inversión en máquinas que ejecutan secuencialmente la producción.

·         Reducción de tiempos improductivos intermedios (≈12%) dado que pieza y utillaje permanecen en posición invariante. Importante ventaja dado el gran tamaño y peso tanto de las piezas como de los utillajes.

·         Consecución de una alta calidad superficial en pieza final gracias a un sistema de visión basado en la identificación de colores. Mejora de la satisfacción de cliente.

·         Reducción de materia prima y costes medioambientales gracias a reducir fallos de mecanización por contar con un subsistema de auto-posicionamiento y reconocimiento de la posición de las piezas.

MEGAROB puede mecanizar piezas para sectores tales como aeronáutica, ferrocarril, marítimo o energías renovables.

Enlace a la web del proyecto: http://www.megarob.eu/

Vídeo 1: https://www.youtube.com/watch?v=Z8Lm8E-o7Rk

Video 2: https://www.youtube.com/watch?v=7JXlKgGGNmU

Video 3: https://www.youtube.com/watch?v=QDTMtIMw_2Y

 

 

Herramienta cloud para planificación y gestión de proyectos

Empresa:  Empresa del sector papelero

Agente tecnológico: Cognit

Presentación del Caso:

Ante un proyecto de ampliación de su planta, con presupuesto superior a 100M€, el Cliente tenía una necesidad de gestionar plazos, tareas y riesgos del proyecto. La gran magnitud del proyecto de ampliación requería la coordinación del equipo de gestión de proyectos con todas las otras partes involucradas: la plantilla actual la fábrica existente, miembros de fábricas en otros países, ingenierías, proveedores de equipos, autoridades locales, etc. Planificar y gestionar las tareas en un proyecto de tal magnitud de la forma tradicional es muy intensiva en recursos y conlleva un elevado riesgo de fallos de comunicación y/o retrasos.

Proceso de trabajo:

Cognit ha desarrollado en la nube una herramienta que permite a la vez visualizar plazos y gestionar las tareas de decenas de proveedores y empleados del cliente, con el objetivo de entregar el proyecto sin retrasos, con mínimo riesgo y asegurando el cumplimiento de todos los objetivos. Frente a métodos tradicionales, este tipo de proceso de gestión en la nube permite que todas las tareas del proyecto estén tengan un seguimiento, y facilitan la autogestión de todos los integrantes. La tecnología permite además que dirección tenga una visión estratégica a tiempo real de costes, plazos y riesgos del proyecto.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Los principales beneficios del sistema son 2: asegurar plazos y minimizar riesgos de fallos de ejecución.

  • En un proyecto de estas características, 1 mes de retraso implica un impacto sobre facturación de alrededor de 10M€.
  • En cuanto a los fallos de ejecución, el objetivo es anticiparse en el tiempo (“right first time”). Detectar un fallo antes de la ejecución del proyecto no tiene coste, frente a detectarlo durante la ejecución, o mucho más si se detecta después de la finalización.

Otros beneficios para el Cliente son:

  • Visibilidad estratégica en tiempo real por parte de Dirección.
  • Reducción de recursos necesarios para la gestión del proyecto.
  • Fomentar el trabajo en equipo, la participación de todos y la autogestión.
  • “Embotellamiento” del know-how de la empresa, replicabilidad del método en otros proyectos similares.

Agustí Maronda, Director de Producción, ICT Ibérica:

«Asegurar la ejecución y los plazos con son los principales beneficios de la herramienta de gestión Cogni-Safe. La implementación del método ha permitido una excelente comunicación entre departamentos y proveedores, la autogestión de todas las tareas, y todo con la visión global del proyecto en tiempo real por parte de dirección. El método en sí fomenta el trabajo en equipo y la implicación del personal a todos niveles. Recomiendo su implementación a cualquier empresa que busque la excelencia en la gestión de proyectos o procesos.»

 

Cognit

Razón Social: CognitNRG SL
Dirección:

La Ronda Meliá, Avda. César Augusto nº13 – 50.004 – Zaragoza

Contacto: Eduardo de Almeida
Teléfono: +34 609307989
Mail: e.dealmeida@cognit.es
Descripción actividad: Consultora independiente de optimización de procesos industriales, en particular las áreas de reducción de consumos de energía y agua y de mejora de la productividad.

Áreas de actuación: Computación en la nube, Business Intelligence (IoT)
Web: www.cognit.es