Herramientas inteligentes para el acercamiento de los procesos de fabricación mecánica al paradigma de Industria 4.0

Resumen

Introducción: La inteligencia artificial es un componente básico de la llamada Industria 4.0, por lo que su introducción en los procesos tecnológicos constituye una contribución significativa a su acercamiento a este paradigma. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar y validar un grupo de tecnologías basadas en herramientas de computación blanda aplicadas a procesos de fabricación mecánica, con el propósito de acercarlos al paradigma de Industria 4.0.

Métodos: Dentro de las herramientas desarrolladas, puestas a punto y aplicadas, se incluyeron tanto técnicas de aprendizaje automático, tales como las redes neuronales artificiales, los sistemas borrosos y el aprendizaje profundo para tareas de modelado y detección de patrones, como de metaheurísticas inspiradas en la naturaleza para optimización. Las aplicaciones han estado dirigidas a procesos de fabricación, tales como la soldadura, el maquinado y el micromaquinado, resolviendo problemas como la detención de fallos, el control de calidad y la optimización de procesos en función de su sostenibilidad.

Resultados: En todos los casos de estudio considerados, las técnicas aplicadas mostraron ser plenamente efectivas para la solución de los problemas planteados, tanto los enfocados a la modelación y el reconocimiento de patrones, como aquellos dirigidos a la optimización de procesos. Además de ser ampliamente validados en condiciones de laboratorio similares a las industriales, las tecnologías desarrolladas fueron introducidas en la práctica productiva de recipientes de gas licuado, demostrando impactos favorables tanto en lo económico (disminución en los costos de producción) como en lo ambiental (menores consumos de energía en el proceso de producción). Conclusiones: La efectividad mostrada por las herramientas de inteligencia artificial aplicadas a la solución de problemas prácticos de los procesos de manufactura, constituyen un valioso conjunto de saber hacer, con amplias posibilidades de ser aplicados a diversos sectores de la industria, permitiendo su incorporación a soluciones de Industria 4.0, como los gemelos digitales y los sistemas ciberfísicos.