Hacia la fábrica inteligente

La digitalización está incautando empresas y revolucionándolas. Pero esto es simplemente el comienzo: todo su potencial se desarrollará en Industry 4.0, la siguiente y cuarta revolución industrial. Como consecuencia, las válvulas cada vez se adaptan mejor a los actuadores digitales, proporcionando a los usuarios incrementos en las ventas, una mayor eficacia así como mayores ahorros. La presión sobre los fabricantes de válvulas, actuadores y del sector de la automoción para que formen parte de la visión de lo que es una fábrica inteligente es cada vez mayor, según un informe de Valve Expo.

El sector mecánico y eléctrico por sí solos no van a poder conseguir que las empresas sean competitivas a largo plazo. La intensa recolección y el análisis de los servicios orientados a la transmisión de datos, las soluciones IT y el software por sí solos no mejoran la productividad. Quien es capaz de ofrecer componentes industriales con valor digital adicional puede ser más competitivo.

La digitalización ofrece una amplia visión: de acuerdo con un estudio llevado a cabo por 'PricewaterCoopers' y 'Strategy&', las empresas alemanas contemplan un crecimiento anual medio del 2,5% gracias a la digitalización y la interconexión de su cartera de productos y servicios. Además, las 235 empresas han visto mejorada su eficacia en una media de un 3,3% anual, y con unos ahorros de costes (ahorro en costes) del 2,6% Para el año 2020, el estudio prevé que más del 80% de la cadena de valor mostrará un alto grado de digitalización.

Siemens también estima que la digitalización será un impulso decisivo en términos de crecimiento industrial. De acuerdo con la corporación tecnológica, promete mayores niveles de productividad, eficiencia y flexibilidad. Debe confeccionarse digitalmente toda la cadena de valor de la empresa. Siemens, por tanto, ha hecho de la digitalización una de sus claves del futuro. Los fabricantes de válvulas, accionamientos y automatización están dando prioridad a la recolección y el análisis de datos de sus productos. En este sentido, la digitalización significa control remoto, diagnósticos y procesos automatizados.

El actuador inteligente y digital de la válvula mecánica crea conocimiento digital. “Aquí, tanto los controles electrónicos como los sensores integrados juegan el papel principal”, explica Marcus Geigle, alto directivo de la Unidad de Negocio Estratégica de Tecnología de la compresión en Hoerbiger Ventilwerke. Durante el funcionamiento, se miden tanto el posicionamiento como el par de torsión del accionamiento, y también la temperatura, la humedad y la presión barométrica. “De esta manera, pueden crearse los denominados paisajes de valor. Basados en los valores, las válvulas individuales o un grupo de válvulas pueden controlarse, ponerse en marcha o corregirse tanto en planta como a través de acceso por control remoto”.

Como continúa Hoerbiger, los datos se procesan tanto en el centro de control de servicio como en el centro de operaciones dentro o fuera de planta. Un ejemplo del manejo directo de datos en una válvula es la función relacionada con la seguridad de la prueba de carrera parcial que ha implementado la empresa en su producto 'Trivax'. “Después de la movilidad mecánica, el par también puede medirse, permitiendo comprobar la movilidad de la válvula. Una aplicación clásica para el accionamiento de la válvula digitalizada y automática, ” afirma Geigle.

Aquellos tiempos en los que la posición de la válvula de paso recto podía visualizarse únicamente en el indicador están ya obsoletos. “La digitalización actual vuelve transparente la válvula a través de su actuador electrónico, recopilando datos continuamente y utilizándolos mediante la evaluación inteligente", enfatiza Peter Arzbach, director de gestión de producto y marketing en Samson AG. Esto hace posible la evaluación de datos, permitiendo una visión analística de la válvula. “En el futuro se resumirán significativamente los datos con datos del entorno. También pueden realizarse afirmaciones más detalladas, superando la simple evaluación del estado actual de la válvula, que finalmente puede utilizarse para aumentar la disponibilidad de la planta”.

Las expectativas de los usuarios para las válvulas son altas. “Por un lado, las válvulas tienen que transmitir información a todo el sistema", explica Arzbach. Por el otro, también deben ser capaces de recibir información del sistema, así como recopilar información ellas mismas con el fin de “crear valor añadido”.

La digitalización de las válvulas neumáticas está en camino, preparando el terreno a Industry 4.0. Sin embargo, aún hay potencial: “en caso de válvulas de desconexión, llevará un tiempo hasta alcanzar el nivel actual de digitalización de las válvulas de control”, opina Samson's Arzbach. Se están adaptando de forma principalmente clásica, con válvulas magnéticas o interruptores de fin de carrera.

En resumen, la perspectiva es muy buena para los fabricantes de válvulas con componentes digitales. “Debido a la continua digitalización, esperamos un claro aumento en la demanda de lo que ofrecemos, para los accionamientos de válvulas electrohidráulicas eficientes", explica Geigle, de Hoerbiger. “Quien hoy desee equipar plantas de procesamiento, plantas eléctricas o tuberías con válvulas altamente desarrolladas, optará en gran medida por actuadores digitalizados”.

Parece que apenas existen límites para el cambio a favor de las soluciones digitales. Los accionamientos electrohidráulicos compactos con un máximo de digitalización y un área extremadamente ancha de aplicación permiten la digitalización de prácticamente todas las aplicaciones. “El único requisito previo es una fuente de electricidad", explica Geigle. “Esto puede realizarse de forma fiable a través de paneles solares y cajas de baterías incluso en las regiones más lejanas, como en desiertos de arena o hielo y estepas abiertas. Apenas existe límite de uso de actuadores para la automatización de válvulas digitalizadas”.

Desde un punto de vista técnico, no habrá reto alguno que no pueda ser superado con el esfuerzo adecuado. “Los límites existen cuando las empresas los aceptan”, enfatiza Samson's Arzbach. ¿Qué datos deberían ser transparentes? ¿Son los datos lo suficientemente seguros? Las empresas necesitan responder a dichas preguntas, “deberían querer utilizar la digitalización a cualquier distancia”.

El uso – y la visión– de la digitalización es enorme. “Permite el control de las válvulas alrededor del reloj”, explica Arzbach. Los valores medibles directamente como el valor de consigna, la posición real y la presión del actuador son controlados de manera continua y en el futuro complementarán con más datos, como el flujo. El posicionador puede indicar a los clientes posibles fallos de la válvula. Mensajes como 'fuga interna' o “muelle defectuoso del actuador” no requieren mayor interpretación por parte del usuario.

Junto con el diagnóstico de la válvula integrado en el posicionador, la digitalización es capaz de aumentar la disponibilidad de la planta, y los posibles fallos pueden detectarse y repararse en una etapa temprana. Arzbach: “Un objetivo futuro es evitar los fallos por completo, fallos que pueden detectarse mediante, por ejemplo, la gestión del mantenimiento proactivo. La información relevante y la evaluación de la válvula como actor en planta no solo son absolutamente necesarios, sino que son una sustancial ventaja competitiva”.

La digitalización permite una comunicación rápida, dirigida y abierta con las válvulas automatizadas y abre este nodo en el sistema de tuberías para Industry 4.0, por ejemplo para la factoría inteligente. Geigle: “Por lo tanto, la digitalización de la automatización de válvulas continuará progresando. Se trata de un prerrequisito para Industry 4.0 y para los sistemas inteligentes e interconectados, que pueden predefinirse para controlarse y optimizarse ellos mismos hasta cierto punto”.

El mundo real y virtual están creciendo juntos, o en otras palabras: las tecnologías de la información y la comunicación están fusionándose con los procesos industriales. Es suficiente razón para que Siemens se dedique de manera intensa a Industry 4.0. Un desarrollo sostenible hacia la digitalización, que es el accionamiento decisivo del crecimiento en prácticamente todos los sectores de la industria. “La factoría digital ya no es una visión”, comenta Anton S. Huber, director general de Siemens Digital Factory, es algo real.

Industry 4.0 permitirá a las empresas materializar la tendencia en pro de los productos individualizados y hacia los cada vez más cortos ciclos de vida del producto. “Los tamaños de lote pequeños y la aumentada diversidad de variantes requieren tecnologías que puedan adaptarse continuamente a cambiar los requisitos”, informa Festo. En el futuro, los componentes de las plantas industriales deberán ser capaces de coordinarse por sí solos. Los componentes inteligentes se organizarán de forma automática y se configurarán. Determinarán por sí solos qué requieren de una planta. Esto lleva a una toma de decisiones autónoma y al control de la planta. Como afirma Festo, lo que una vez fue una planta fija, de control centralizado va a convertirse en una operación descentralizada. Esto permitirá a los componentes reaccionar de forma independiente con respecto al estado crítico.

La base para Industry 4.0 es el intercambio de datos y la información a tiempo real. Sin la digitalización, esto sería imposible. El desarrollo de Industry 4.0, las aplicaciones resultantes y la automatización demandan una integración consistente en el ámbito digital. El futuro de las válvulas modernas ha comenzado...