Al hacer clic en “Aceptar todas las cookies”, aceptas el almacenamiento de cookies en tu dispositivo para mejorar la navegación del sitio, analizar el uso del sitio y ayudar en nuestros esfuerzos de marketing. Más información
Configuración de cookies
Al hacer clic en “Aceptar todas las cookies”, aceptas el almacenamiento de cookies en tu dispositivo para mejorar la navegación del sitio, analizar el uso del sitio y ayudar en nuestros esfuerzos de marketing. Más información
Explore cómo los sistemas de ejecución de fabricación mejoran la producción con datos en tiempo real, IA y visión artificial, mejorando la eficiencia y la integración ERP en las fábricas.
En la mayoría de las fábricas, las tareas diarias incluyen la inspección de máquinas, el seguimiento de datos y la comprobación de defectos en las piezas. Desafortunadamente, estas actividades repetitivas pueden pasarse por alto fácilmente durante los turnos largos.
Sin embargo, con avances como la IA y la visión artificial, un subcampo centrado en enseñar a las máquinas a comprender la información visual, muchas de estas tareas ahora se están automatizando. Para respaldar este nivel de automatización de la fabricación, los fabricantes también están utilizando sistemas que reúnen datos de toda la planta de producción.
En particular, uno de los sistemas que impulsan este cambio en las fábricas es un sistema de ejecución de fabricación (MES). El software MES de vanguardia puede rastrear cada etapa de la producción, entregar datos en tiempo real y ayudar a los equipos a responder rápidamente a los problemas en la planta.
En este artículo, exploraremos cómo funcionan los sistemas de ejecución de fabricación (MES) en las fábricas y cómo tecnologías como la IA y la visión artificial los están haciendo más inteligentes, rápidos y fiables. ¡Empecemos!
¿Qué es un sistema de ejecución de fabricación (MES)?
El software de producción MES gestiona y supervisa la producción en una planta de fabricación. Conecta soluciones empresariales, como los sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), con las operaciones de fabricación en tiempo real.
Mientras que el ERP planifica el inventario, los materiales y los programas, el MES se centra en la ejecución. Envía instrucciones a las máquinas y a los operarios, captura los datos de producción y realiza un seguimiento de cada paso a medida que ocurre. Esto significa que los fabricantes pueden detectar retrasos, realizar un seguimiento de la calidad y tomar decisiones más rápidas.
Por ejemplo, en industrias como la farmacéutica y la aeroespacial, el MES ayuda a rastrear lotes, la configuración de los equipos y las entradas de los operadores. Esto facilita el seguimiento de cada paso de la producción si surge algún problema.
La relación entre los sistemas MES y ERP
Los sistemas MES y ERP funcionan mejor cuando están conectados. Se puede considerar un sistema ERP de planificación de recursos como el cerebro de la operación, que gestiona la planificación de alto nivel como el inventario, los pedidos y las finanzas. El software de producción MES funciona como las manos, gestionando la actividad en tiempo real en la planta de producción, como los procesos de producción, la supervisión de los equipos y la inspección de calidad.
Cuando el cerebro y las manos trabajan juntos, todo el sistema funciona más fluidamente. Conectar los dos crea un vínculo claro entre la planificación y la ejecución. Esto mejora la coordinación y ayuda a los equipos a tomar decisiones más rápidas e informadas en toda la operación.
¿Por qué es importante el MES para los fabricantes modernos?
Las fábricas se enfrentan a pedidos personalizados, cambios en los pedidos y estrictos controles de calidad todos los días. Para gestionar mejor estos desafíos, el software MES está diseñado para ser flexible y mantener la precisión. Estos sistemas proporcionan a los equipos una visión clara de la planta de producción y les permiten responder rápidamente a los cambios.
Específicamente, la tecnología MES desempeña un papel clave en los procesos de producción al ofrecer un seguimiento en tiempo real. Supervisa el estado de las máquinas, las órdenes de trabajo y el flujo de materiales. Esto ayuda a los equipos a detectar ralentizaciones o problemas antes de que afecten a la producción.
Además, un sistema MES puede hacer posible la trazabilidad, lo cual es crucial en industrias reguladas y complejas como la biotecnología y la fabricación de dispositivos médicos, mediante el seguimiento de los materiales, la configuración de las máquinas y las acciones a lo largo de la producción. Estos datos en tiempo real pueden apoyar las auditorías, garantizar el cumplimiento y mantener una calidad constante del producto.
Estándares MES a través de los años
Antes de que el concepto de fábricas inteligentes se hiciera popular, los fabricantes dependían de sistemas desconectados para gestionar la producción. Esto dificultaba la coordinación de los flujos de trabajo, el mantenimiento de la trazabilidad o el acceso a información en tiempo real. A medida que las operaciones se volvieron más impulsadas por los datos, la industria necesitó una forma consistente de definir cómo la tecnología MES encaja en la configuración de producción más amplia.
Un hito importante fue la introducción de ISA-95 a finales de la década de 1990. Definió el software de producción MES como el enlace entre los sistemas empresariales, como el ERP, y los equipos en la planta de producción. Esto ayudó a estandarizar la forma en que MES soportaba tareas como la programación de la producción, el seguimiento del inventario y la gestión de la calidad.
Fig. 1. ISA-95 define el rol del MES dentro de los sistemas de fabricación. (Fuente)
Con el tiempo, las necesidades de fabricación han cambiado. Ahora, las empresas buscan una mejor trazabilidad, un acceso rápido a los datos en tiempo real y sistemas que cumplan los objetivos de cumplimiento y eficiencia. Estas necesidades han dado forma al software MES actual, que ahora es compatible con la automatización de la fabricación y ayuda a que las fábricas sean inteligentes y estén conectadas.
Características principales del sistema de ejecución de fabricación
Estas son algunas características esenciales del software MES y cómo se relacionan con el aumento de la productividad, la trazabilidad y la calidad en los procesos de producción:
Gestión de recursos y órdenes de trabajo: MES asigna máquinas, herramientas y operadores a las órdenes de trabajo, asegurándose de que los recursos adecuados estén disponibles en el momento oportuno. Esto reduce el tiempo de inactividad y facilita una mejor planificación de los recursos y la alineación del sistema ERP.
Monitorización y control de la producción: El MES realiza un seguimiento del estado de la máquina, los tiempos de ciclo y el progreso en tiempo real. Las alertas ayudan a los equipos a actuar rápidamente ante retrasos o tiempos de inactividad, manteniendo los procesos de producción en marcha.
Trazabilidad y genealogía: MES registra el recorrido de cada pieza con números de lote, datos de serie e historial de componentes, creando un registro de auditoría completo para el cumplimiento y la preparación para la retirada.
Gestión de calidad: En cada paso, el MES realiza comprobaciones para garantizar que los productos cumplen las normas. Registra los resultados de la inspección y señala cualquier problema para evitar que los defectos avancen.
Gestión de inventario y control de materiales: MES supervisa las materias primas, el trabajo en curso y los productos terminados en tiempo real. Comprueba que las piezas correctas estén listas y refuerza las prácticas de gestión de inventario.
Mantenimiento, fuerza laboral y análisis: MES rastrea el uso de la máquina y el rendimiento del operador para respaldar el mantenimiento predictivo, mejorar la eficiencia laboral y ofrecer información para mejorar los procesos.
Introducción de la visión artificial y la IA en MES
Si bien el software de fabricación MES puede rastrear los datos de producción, no analiza las entradas visuales de las cámaras. Detalles importantes, como el desgaste del equipo o los errores de montaje, pueden pasar desapercibidos. La visión artificial puede intervenir y agregar esa capa de información, permitiendo la automatización de la fabricación para tareas que antes eran completamente manuales o basadas en sensores.
El análisis de imágenes en la fabricación está impulsado por modelos de Visión Artificial. Los modelos de visión artificial, como Ultralytics YOLO11, pueden detectar, rastrear y clasificar objetos en fotogramas de video.
Por ejemplo, YOLO11 puede permitir controles de calidad en tiempo real detectando defectos y ayudar a supervisar la seguridad detectando a los trabajadores en zonas restringidas.
Aquí hay una mirada más de cerca a algunas de las tareas de visión artificial compatibles con YOLO11 que pueden optimizar los procesos de producción:
Detección de objetos: Esta tarea ayuda al MES a detectar componentes o herramientas durante la producción, confirmar que están en el lugar correcto y evitar errores de ensamblaje.
Clasificación de imágenes: Puede utilizarse para clasificar elementos como aprobados o rechazados, o por tipo de producto, lo que permite al MES automatizar la clasificación y tomar decisiones de control de calidad en tiempo real.
Estimación de la pose: El análisis de la postura humana o de la máquina mediante la estimación de la pose apoya los estándares de seguridad y ergonomía, mientras que el MES puede registrar las desviaciones y señalar los riesgos potenciales.
Segmentación de instancias: Incluso cuando los elementos se superponen o están agrupados muy juntos, esta tarea puede detectarlos y segmentarlos. Permite al MES rastrear cada parte con mayor precisión y mejorar la gestión del inventario.
Fig 2. YOLO11 puede utilizarse para detectar a un trabajador en un almacén. (Fuente)
Digitalización de la planta de producción con MES en la nube
Para abordar los desafíos cotidianos como la entrada manual de datos, la falta de comunicación y los lentos procesos de producción, muchos fabricantes están recurriendo a los sistemas de ejecución de fabricación (MES) basados en la nube. Estos sistemas reúnen máquinas, personas y datos en una sola plataforma, lo que ayuda a los equipos a trabajar de manera más eficiente y a mantenerse sincronizados.
Con un MES basado en la nube, tareas como la gestión de inventario, la gestión de calidad y las actualizaciones de pedidos se realizan en tiempo real y se puede acceder a ellas desde cualquier dispositivo. Esto reduce los retrasos, disminuye los errores y facilita la gestión de las operaciones en general.
Fig 3. Un ejemplo de un sistema de ejecución de fabricación basado en la nube. (Fuente)
Otro beneficio clave de los sistemas MES basados en la nube es que pueden mejorarse con soluciones de visión artificial, como la inspección automatizada de piezas y el monitoreo de la actividad del operador.
Por ejemplo, como se ha visto antes, Ultralytics YOLO11 se puede utilizar para rastrear objetos como componentes, herramientas o productos terminados a medida que se mueven por la planta de la fábrica. Los conocimientos obtenidos de estas soluciones se pueden utilizar para identificar ineficiencias en el flujo de trabajo, evitar la pérdida de artículos y apoyar la toma de decisiones en tiempo real.
MES: Integración y tendencias de la fábrica inteligente
Más allá de la visión artificial y los sistemas basados en la nube, la tecnología MES generalmente se está volviendo más inteligente y conectada, integrándose estrechamente con los sistemas ERP de planificación de recursos, las herramientas en la nube y los dispositivos de Internet de las cosas (IoT). Este cambio mejora directamente la capacidad de respuesta, y los fabricantes pueden tomar decisiones más rápidas basadas en datos.
Por ejemplo, una de las principales tendencias es el uso de edge computing. En lugar de enviar los datos a la nube, el MES ahora puede procesarlos localmente en la planta de producción. Esto permite la recopilación y el procesamiento de datos en tiempo real, lo que proporciona una mejor visibilidad de las operaciones.
Otra área que experimenta un crecimiento constante es el uso de gemelos digitales. Estos son modelos virtuales que simulan máquinas o sistemas completos. Se pueden utilizar para identificar problemas de forma temprana y probar mejoras antes de que ocurran en entornos del mundo real.
Fig. 4. Capas de un MES trabajando juntas en una configuración de fabricación inteligente. (Fuente)
Conclusiones clave
La tecnología MES se está convirtiendo en una parte fundamental de las fábricas actuales. Con el apoyo de innovaciones recientes como los modelos de visión artificial, el software MES puede utilizarse para supervisar la planta de producción, detectar problemas de forma temprana y mantener la producción funcionando sin problemas. A medida que los sistemas MES sigan evolucionando, es probable que desempeñen un papel aún mayor para ayudar a los fabricantes a mantener la calidad y a tomar decisiones más inteligentes en el día a día.