La tecnología HMI mejora el funcionamiento y la cooperación en el mantenimiento

Rich Carpenter, Director de producto en soluciones de automatización de máquinas en Emerson, explica cómo las HMI fortalecen la convergencia continua de operaciones y mantenimiento.

Las plantas de fabricación tradicionales tienen una o más salas de control con operarios que siguen el estado de todos los sistemas y el equipamiento, emitiendo comandos y gestionando las alertas cuando sea necesario. La mayoría de emplazamientos de producción tienen personal de mantenimiento presente que puede responder a los problemas que surjan en la planta de producción, tomar las medidas necesarias y avisar correspondientemente al personal de operaciones de la sala de control.

En los lugares donde los problemas del equipamiento pueden afectar directamente a la calidad y la disponibilidad de la producción, es fundamental que los operarios y los ingenieros de mantenimiento colaboren para resolver los problemas con rapidez. Sin embargo, la coordinación de las acciones entre ambos departamentos puede plantear un reto que produzca retrasos. Es necesario tener un enfoque más moderno, eficaz y eficiente que cubra las necesidades de mejora del rendimiento de la planta, para lo cual es fundamental que el personal de operaciones y el de mantenimiento desempeñen funciones duales, es decir, de mantenimiento y de operador, con responsabilidades parcialmente superpuestas.

Para dar soporte a esta transformación están las tecnologías de interfaz humano máquina (HMI) móviles que ofrecen la comodidad y la funcionalidad para dar a los trabajadores la información que necesitan cuando están en la planta de fabricación. Estos dispositivos portátiles y móviles punteros permiten que las interfaces HMI mejoren la eficiencia operativa facilitando y fomentando la colaboración entre el personal de operaciones y el de mantenimiento.

HMI estáticas
Los operarios de salas de control tradicionales trabajan generalmente con HMI fijas basadas en PC, aunque quizá haya otros dispositivos HMI instalados en la planta de fabricación. Estos dispositivos pueden ser desde pulsadores hasta pequeñas pantallas, y están normalmente instalados en o cerca de una máquina o equipo en un sitio concreto y ofrecen una funcionalidad limitada.

Cuando los operarios reciben una alerta o identifican un problema de un dispositivo o equipo, el siguiente paso es generalmente contactar con un miembro del departamento de mantenimiento que tendrá que ir al lugar y resolver el problema. El operario se quedará en su estación de trabajo, quizás en comunicación con el personal de mantenimiento vía radio para aclarar lo que se ve en sus pantallas. Aunque este es un enfoque probado y fiable, es engorroso y genera retrasos y da oportunidades a los errores. Por lo tanto, es necesario tener un mejor enfoque en el que las dos áreas converjan.

Convergencia IT/OT
La convergencia de las tecnologías de la información (IT) con las tecnologías de operaciones (OT) de la planta de producción aumenta con la integración y la mayor compatibilidad de los protocolos, las redes, el software y el hardware basado en IT con el hardware OT como, por ejemplo, los PLC y las HMI. Históricamente estos dispositivos han sido mucho más especializados y con tareas dedicadas. La convergencia IT/OT no trata solamente de la mezcla de tecnologías, trata además del aumento de visibilidad y la mejora de la coordinación del personal de cada uno de estos campos. El resultado son unas operaciones más eficientes.

La convergencia también se produce dentro del ámbito de producción. Esto se refiere a los papeles que desempeñan los operarios y el personal de mantenimiento, lo cual es posible gracias a una mayor convergencia IT/OT.

La convergencia IT/OT ha puesto en el mercado una amplia variedad de interfaces HMI móviles y avanzadas. El uso de tecnología móvil se ha convertido en algo normal en la vida diaria y la flexibilidad proporcionada por esta tecnología ha sido adaptada rápidamente por los sectores industriales. Los requisitos clave son la durabilidad y el rendimiento del dispositivo.

En algunas instalaciones los teléfonos móviles estándar se pueden utilizar para funciones HMI concretas y a menudo facilitan a los operarios el acceso a datos de solo lectura en su propio dispositivo. Otras aplicaciones pueden requerir tabletas preparadas para uso industrial o el emplazamiento en que se utilicen, y se pueden configurar para que permitan el seguimiento y el control de las actividades.

Independientemente del tipo de dispositivo HMI móvil que se utilice, el resultado es que los operarios ya no están atados a la sala de control y el personal de mantenimiento tiene más información disponible a nivel de planta de producción o fuera sobre el terreno. Esto facilita que un empleado con tareas integradas de operaciones/mantenimiento pueda identificar el problema, dirigirse al dispositivo o equipamiento, identificar la avería y arreglarla.



Capacidades HMI ampliadas
Algunas aplicaciones seguirán necesitando de una HMI fija, pero muchas se beneficiarán de la introducción de HMI móviles. Además de proporcionar información operativa a los empleados situados en la planta de producción cuando se produzcan averías, las HMI móviles eliminan la necesidad de interacción entre operario y mantenimiento y crea un enfoque más colaborativo y optimizado.

Las ventajas son obvias ya que los operarios pueden llevar las HMI hasta la misma línea de producción y obtener ayuda en la identificación y resolución de problemas con mayor rapidez. Un ejemplo de esto lo representa el ajuste de un punto de consigna y la observación posterior de su efecto. Si el operario necesita ayuda del personal de mantenimiento, puede contactarlos mediante la HMI móvil y se puede establecer la colaboración para evaluar y resolver el problema. Las HMI fijas y móviles también pueden facilitar el mantenimiento al personal que realiza algunas tareas de operario, como la de reaccionar a las alarmas.

Además, hay otras tecnologías surgidas de la convergencia IT/OT que han contribuido a la mejora de las HMI móviles. Un ejemplo lo representan los últimos controladores OT que incluyen no solo el tradicional controlador lógico programable (PLC) sino que ahora tienen también capacidades de computación como los PC. El procesado avanzado como, por ejemplo, el análisis en tiempo real lo ofrecen ahora los PLC sin necesidad de detención alguna de las funciones básicas de automatización. Los últimos PLC pueden incluso presentar gráficos directamente en dispositivos móviles. Esta información aumentada ayuda al personal de operaciones y de mantenimiento a maximizar la eficiencia de la planta.


Aplicaciones de alimentación y bebidas
Al igual que muchas plantas de manufactura, las instalaciones de producción de alimentación y bebidas tienen instalado un equipamiento que se puede beneficiar de la implementación de HMI móviles. Las diferentes secciones de la planta como el almacenamiento, el procesado, la mezcla, el rellenado y el embotellado utilizan equipamiento y sistemas que funcionan principalmente autónomos además de handshakes aguas arriba/aguas abajo. La tecnología y la programación de automatización de cada sistema la proporcionan generalmente distintos proveedores especializados y fabricantes de máquinas.

A pesar de ello, se pueden conectar sistemas dispares a una aplicación HMI en una sala central de control para el seguimiento, alarma, configuración de puntos de consigna/formulación y comandos de control. Si surge un problema como, por ejemplo, un retraso en la línea de embotellado, puede ser difícil identificar la raíz del problema desde la sala de control. Posiblemente un operario o persona de mantenimiento tenga que ir a inspeccionar la línea o máquina de producción para descubrir qué ha pasado.

Mediante el uso de HMI móviles, los operarios y el personal de mantenimiento pueden relacionar la información suministrada por la HMI con la situación real que tienen frente a ellos. Los operarios pueden determinar si una parada de producción se debe a un simple atasco de botellas que ellos mismos pueden corregir o si el problema es más grave y precisa del apoyo de mantenimiento. El personal de mantenimiento puede utilizar la información suministrada por sus HMI móviles para trabajar de manera más eficiente.

La combinación de HMI móviles y una perspectiva de primera mano aumenta la eficiencia de operarios y personal de mantenimiento dado que el tiempo transcurrido entre la detección y la resolución de problemas se minimiza.

Conclusión
Las HMI móviles apoyan el cambio en la manufactura. Muchos trabajadores jóvenes se sienten más cómodos trabajando con dispositivos móviles y se ven fortalecidos por la información en tiempo real que les dan sus HMI móviles, incluso fuera de la planta de producción. Esta tecnología ayuda a cerrar la brecha entre la experiencia y las habilidades tanto en la sala de control como fuera sobre el terreno. Los futuros desarrollos móviles como la realidad aumentada mejorarán más la colaboración ya que los trabajadores sobre el terreno podrán actuar como expertos en remoto y compartir su opinión con otros.

Las HMI móviles con funciones completas están creando una convergencia de operaciones y personal de mantenimiento, y la información adicional disponible está facilitando que sean más eficientes y mejorando la productividad operativa.

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