Industria 4.0
Landaben lidera uno de los proyectos de la nueva estrategia de digitalización de VW
Landaben lidera uno de los proyectos de la nueva estrategia de digitalización de VW. La estrategia de la marca pasa por transferir parte de la responsabilidad a las fábricas en el salto hacia la industria 4.0
Actualizado el 25/03/2021 a las 15:02
Ya han pasado dos años desde que el grupo Volkswagen y Amazon llegaron a un acuerdo para desarrollar la Digital Production Platform (DPP), una nube enfocada específicamente al uso industrial. Mediante esta tecnología íntimamente vinculada a la industria 4.0, el gigante automovilístico alemán busca estandarizar aún más la producción de sus 125 fábricas repartidas por todo el mundo y reducir un 30% los costes para lograr ahorros en torno a los mil millones de dólares. La meta es interconectarlo todo con miles de sensores colocados en las máquinas de todas las fábricas, lo que proporcionará un enorme flujo de datos para alimentar sistemas de inteligencia artificial, autoaprendizaje automatizado y análisis de macrodatos que ayuden a mejorar la producción y la eficiencia.
Pero este objetivo tan ambicioso no puede hacerse realidad de la noche a la mañana. Parte de la responsabilidad para este enorme cambio se ha transferido a las propias fábricas del grupo, cada una de las cuales tiene que desarrollar en la DPP soluciones globales para todo el grupo a problemas específicos planteados por la central. En forma de aplicaciones en la nube, la idea es que cada una de dichas soluciones puedan ser trasladadas al resto de las factorías del grupo mediante un relativamente simple corta y pega. La DPP ya cuenta con 140 aplicaciones disponibles o en fase de pruebas, una de las cuales, un sistema de calefacción inteligente basado en macrodatos, elaborada por Landaben.
El desarrollo de las aplicaciones lo paga cada fábrica, aunque, según “su escalabilidad”, la central puede asumir “parte de la financiación”, según explica Ana Amatriain Ruiz, gerente de Tecnologías de la Información (IT por sus siglas en inglés) en Volkswagen Navarra. “La nube de Amazon se abona en función del uso y ese coste lo asume la fábrica que desarrolla la aplicación para el marketplace de VW. El acuerdo entre VW y Amazon estandarizó las condiciones con las que las plantas del grupo podían acceder a la nube y utilizar sus herramientas”, concreta. De esta manera, el esfuerzo realizado por una fábrica se compensa con el acceso al resto de aplicaciones desarrolladas por las demás factorías del grupo. La central en Alemania estimula esta cooperación dentro de su plan estratégico hasta 2025, que ha fijado como objetivos tanto la elaboración de aplicaciones para la DPP como el uso del resto de aplicaciones.
ABIERTO A LOS PROVEEDORES
“Inicialmente había escepticismo respecto a la nube, pero hemos comprobado que el desarrollo de aplicaciones en la plataforma de Amazon solo aporta ventajas”, sostiene Héctor Moreu Otal, jefe de planificación de IT de producción y producto. Su elaboración resulta menos costosa “gracias a las herramientas preinstaladas en el propio sistema” y que “acortan los tiempos de desarrollo”, expone. Otra de las ventajas es que la DPP también “abre el abanico a que los proveedores creen sus propias aplicaciones”. Y como el pago de la nube de Amazon en por uso, “tampoco hay que amortizar una inversión en infraestructura”, añade Moreu. Mediante la DPP, el grupo Volkswagen pretende crear un ecosistema en la nube específico para la industria automovilística que está abierto a la participación de otros socios y proveedores.
“La idea es conectar todas las fábricas del grupo para compartir datos y aplicaciones de interés común”, señala Amatriain, que reconoce que buscan potenciar las sinergias y la estandarización, algo que “es complicado de conseguir” debido a que cada fábrica tiene sus peculiaridades. No obstante, destaca que la pandemia ha contribuido a acelerar el uso de herramientas digitales, ya que ha impedido continuar trabajando con las reuniones cara a cara y los desplazamientos del personal entre centros de trabajo. En cualquier caso, el corta y pega de las aplicaciones de una fábrica a otra requiere un desembolso extra en forma de inversiones para modificar algunas instalaciones y adquirir nuevos equipos que hagan posible la conectividad necesaria. “Cada fábrica valora cuáles de las aplicaciones disponibles pueden interesarle por su rentabilidad futura, ya que las hay algunas muy específicas, como una relativa a la legislación alemana”, aclara Amatriain.
Una inteligencia artificial para gobernar toda la calefacción
Dentro de la iniciativa del grupo Volkswagen para promover la computación en la nube gracias a su Digital Production Platform (DPP), la fábrica de Landaben está desarrollando una aplicación inteligente, denominada ‘Smart heating’, para gestionar la calefacción de las instalaciones con el objetivo de ahorrar gas natural y reducir las emisiones de CO2. Un proyecto que, una vez finalizado, podrá ser copiado a través de la nube industrial por otras plantas de grupo para obtener beneficios similares.Desarrollado por el departamento de Tecnologías de la Información (IT), en el que trabajan 30 personas, en colaboración con otras áreas de la factoría, la calefacción inteligente debería estar 100% funcional tras el verano después de muchos meses de planificación y pruebas. “El proyecto nació hace un par de años con la iniciativa European Data Incubator para fomentar la colaboración con startups (empresas emergentes). En el caso de ‘Smart heating’ era un piloto de un sistema inteligente basado en big data para encender las calderas”, detalla Héctor Moreu Otal, jefe de planificación de IT de producción y producto.
El sistema de calefacción de la fábrica está dimensionado para poder climatizar los 1.630.199 m2 de las instalaciones de Volkswagen Navarra, el equivalente a 221 campos de fútbol. Es, por tanto, enormemente complejo y requiere prever con mucha antelación su encendido y apagado para no desaprovechar la energía. “Tiene mucha inercia desde que se enciende hasta que se alcanza la temperatura indicada. Y lo mismo para apagar”, explica Moreu.
La sala de máquinas, situada en una de las naves más antiguas de la fábrica, alberga cinco gigantescas calderas de gas natural con diferentes potencias que, en función de la temperatura exterior, se activan individualmente o en distintas combinaciones para lograr la temperatura adecuada. El agua sobrecalentada, según comenta Asier Martorell Aguirre, gerente de planificación de la fábrica, se distribuye después mediante unas bombas por una red de tuberías a todos los talleres para la calefacción y también “para el proceso de pintura”.
El control de todo el sistema es, hasta la fecha, completamente manual y se basa en la experiencia de los responsables de su manejo a partir de los datos que proporcionan los sensores que existen en toda la red de tuberías. “En cada nave hay sensores que vigilan la temperatura del agua que entra y sale y la temperatura ambiente interior”, aclara Martorell. Una vez funcione el nuevo sistema de control automatizado, el encendido de las calderas y la distribución del flujo de agua sobrecalentada estará gobernado por una inteligencia artificial que irá perfeccionando su funcionamiento gracias al análisis acumulativo de datos.
Esta inteligencia artificial tendrá en cuenta los valores que se obtienen desde distintos puntos de la red sobre la temperatura y los caudales del agua, unidos a la información de temperatura exterior e interior de las naves, la presión atmosférica y la velocidad del viento de la estación meteorológica en la propia fábrica, así como de la previsión meteorológica de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). Todos esos macrodatos (big data) confluirán en un sistema de autoaprendizaje automático (machine learning) que optimizará tanto la distribución del agua sobrecalentada como los horarios de arranque y parada de las calderas.
REDUCCIÓN DE LAS EMISIONES DE CO2
“Potencialmente, puede proporcionar importantes ahorros. Ahora vamos a ejecutar el proyecto final. Supondrá introducir algunos cambios en el sistema, especialmente para interconectarlo todo con el big data en mente”, destaca Moreu. En cuanto a los cambios en la infraestructura con efectos sobre “la pura mecánica de fluidos”, según comenta Martorell, implicará reformar “el sistema de control para que la regulación del caudal de agua y el control de la temperatura sea la óptima”.
El proyecto de las obras ya está aprobado, pero no se podrá acometer hasta el verano, cuando no sea necesaria la calefacción. Martorell señala que allá por mayo se pararán las calderas y se ejecutará la reforma hidráulica, que “debería estar terminada en septiembre”. Además, habrá que introducir cambios “en algunas bombas de regulación y válvulas” y, en las calderas, será necesario sustituir el módulo que ordena el arranque y la parada para que pueda ser manejado por la inteligencia artificial. En paralelo, los departamentos de ingeniería e IT están depurando toda la aplicación en la DPP para la captación y análisis de los datos. “Esperamos lograr un ahorro importante en el consumo de gas natural y, consecuentemente, menos emisiones de CO2”, concluye Martorell.
