Cómo construimos la fábrica "pop-up" más eficiente hasta la fecha para Hannover Messe 2024

En la feria Hannover Messe de este año en Hannover, Alemania, Tulip se asoció con Vention, Bannery Landing AI para construir la última entrega de nuestra Pop-Up Factory favorita de los fans, impulsada por Microsoft Azure. Hannover Messe es la mayor feria industrial del mundo, por lo que sabíamos que teníamos que crear una experiencia de alto calibre y, al mismo tiempo, asegurarnos de que el proceso de montaje fuera lo más eficiente posible para manejar el enorme volumen de asistentes que esperábamos que visitaran la Fábrica.

Aprovechando el contenido componible de la bibliotecaTulip como punto de partida, nuestro equipo creó un proceso de montaje totalmente digitalizado en tan sólo unos días de tiempo de desarrollo, lo que permitió a cientos de asistentes abrirse paso a través de nuestra Pop-Up Factory. Cada visitante pudo ponerse en la piel de un operario de primera línea y ver de primera mano cómo las herramientas digitales centradas en el ser humano pueden aumentar la productividad de los trabajadores y hacer que los procesos sean más eficientes, todo ello mientras montaban su propio reloj de palabras, que pudieron llevarse a casa.

Demostramos que con una plataforma abierta y componible y un enfoque de la digitalización centrado en el ser humano, se puede transformar fundamentalmente la experiencia del operador de primera línea para mejor, y hacerlo rápidamente sin meses de ciclos de desarrollo y pruebas. Le mostraremos cómo conseguimos esta hazaña por tercer año consecutivo y cómo llevamos nuestra experiencia Pop-Up Factory al siguiente nivel en su primera aparición internacional en la feria de Hannover.

Este año, nos propusimos tres objetivos principales para la Pop-Up Factory. El primero y más importante: Crear una experiencia completamente intuitiva para el operario a fin de reducir el tiempo de ciclo en comparación con la iteración del año pasado y hacer de ésta la Pop-Up Factory más eficiente hasta la fecha. Segundo: Aprovechar la arquitectura abierta de Tulippara integrarla a la perfección con las mejores soluciones de visión computerizada y automatización industrial de terceros proveedores. Tercero: construirlo todo lo más rápidamente posible, esta vez aprovechando el contenido componible de nuestra Biblioteca. Pero, ¿para qué construir una Pop-Up Factory en primer lugar?

Tradicionalmente, las soluciones MES han sido esenciales para gestionar y supervisar las operaciones de la planta de producción, pero la relevancia de esta categoría está disminuyendo gradualmente. La industria está cambiando hacia sistemas más flexibles y componibles que pueden adaptarse a las particularidades de cualquier proceso de producción, en lugar de obligar a los fabricantes a hacer que su proceso se ajuste a las limitaciones de las rígidas soluciones MES heredadas. Según Gartner, "para 2025, al menos el 25% de las aplicaciones de operaciones de fabricación utilizarán una arquitectura de tecnología componible, frente a menos del 2% en 2022."

El alejamiento del modelo de talla única de las soluciones MES tradicionales hacia un marco más componible y adaptable exige sistemas que no sólo sean ampliamente flexibles, sino que puedan personalizarse por completo a los procesos de fabricación individuales. Pero, ¿cómo se supone exactamente que los fabricantes van a construir una solución cohesiva para los problemas en el taller cuando elegir el mejor software y hardware de su clase significa tener que integrar piezas dispares de tecnología de diferentes proveedores? ¿Y cómo pueden desplegar estas soluciones rápidamente para remodelar sus operaciones y evitar caer en la típica trampa del purgatorio piloto? Ahí es donde entra en juego nuestra plataformaFrontline Operations .

Nos asociamos con Banner, Landing AI, y Vention para mostrar lo rápido que puede utilizarse Tulip para crear flujos de trabajo cohesionados para operadores de primera línea que integren a la perfección el mejor software y hardware de una gran variedad de proveedores. La Pop-Up Factory de este año permitió a los asistentes a Hannover Messe experimentar lo que es ser un operador de primera línea. Pudieron ver de primera mano cómo una aplicación de Tulip era capaz de guiarles a través del proceso de montaje de su propio reloj de agujas, al tiempo que recopilaba importantes datos de producción y comprobaba paralelamente su trabajo a prueba de errores. Siga leyendo para ver entre bastidores cómo pudimos conseguir exactamente esta hazaña.

Para la edición de este año de la Pop-Up Factory en la Feria de Hannover, resucitamos una demostración clásica de Tulip : la construcción de un reloj de palabras. El reloj de palabras, que los asistentes podrían montar y llevarse a casa, se desarrolló para que fuera fácil de construir y constaba de una placa de circuito impreso diseñada a medida junto con una pila y otros componentes moldeados por inyección.

Para dar cabida a la enorme afluencia de público de la Feria de Hannover, sabíamos que tendríamos que subir el listón y crear un flujo de trabajo que permitiera a los asistentes sin ningún conocimiento previo del proceso de montaje construir su propio reloj de palabras de principio a fin rápidamente. La experiencia del operario tendría que ser completamente intuitiva, y la aplicación tendría que evitar errores en su trabajo a la vez que ser lo más eficiente posible para garantizar que todo el mundo se fuera con un dispositivo que funcionara.

Una parte fundamental de la experiencia general del operario eran las estaciones de trabajo donde cada asistente montaba su reloj de palabras. Nuestros requisitos incluían una zona para montar el dispositivo, raíles DIN para montar los contenedores de piezas, una pantalla, cámaras de visión artificial y otros dispositivos de IIoT utilizados en el proceso de producción, así como canales de cableado para ocultar todo el cableado asociado. Las estaciones de trabajo también debían ser lo suficientemente robustas como para soportar a los casi 1.000 asistentes que esperábamos que pasaran por la Pop-Up Factory durante la semana que duró la feria.

Para cumplir estos requisitos, recurrimos a Vention y a su MachineBuilder, que nos permitió crear e iterar un diseño para las estaciones de montaje de la Pop-Up Factory en cuestión de minutos. Con miles de piezas modulares, herramientas de diseño en 3D fáciles de usar y funciones de colaboración, MachineBuilder facilitó el diseño de bancos personalizados que se ajustaban a nuestros requisitos particulares.

Vention hizo que montar los bancos fuera bastante sencillo, con instrucciones autogeneradas para nuestro diseño personalizado y números de pieza grabados en cada componente. Una vez que tuvimos los bancos totalmente montados utilizando las herramientas incluidas, pasamos a montar los dispositivos IIoT y otros equipos que necesitaríamos para alimentar la experiencia.

Nuestro diseño final para la línea de producción de la Pop-Up Factory consistió en cuatro estaciones de trabajo idénticas, cada una de las cuales incluía:

• Una pantalla para visualizar las instrucciones de trabajo

• Cinco contenedores para almacenar nuestro inventario de piezas

• Cincoindicadores Banner pick-to-light y sensores de rotura del haz para guiar la recogida

• Una báscula para ayudar a evitar errores en el proceso

• Una plantilla impresa en 3D para agilizar el montaje

• Un lector RFID y cuatro etiquetas RFID para cambiar sin problemas de idioma en la aplicación mediante Frontline Copilot™.

• Una cámara estándar para escanear las tarjetas de identificación de los asistentes y realizar comprobaciones de calidad con la ayuda de LandingLens de LandingAI y las capacidades de visión por ordenador de Tulip.

• Un Banner y una luz encendida para mostrar el estado de la estación

• Un dispositivo Tulip Edge IO para conectarse a todos nuestros dispositivos IIoT

Con nuestras estaciones de trabajo totalmente equipadas, nuestra línea de producción de relojes de palabras estaba a punto de completarse.

Nuestra tarea final consistía en unir las distintas piezas de hardware y software con una interfaz de usuario intuitiva que ayudara a los asistentes a montar rápidamente su reloj de palabras a la vez que se evitaban errores en el proceso de producción y se capturaban datos de producción importantes. Aprovechamos nuestra plataformaFrontline Operations para crear una aplicación que guiara a los asistentes a través del proceso de producción y que, al mismo tiempo, se integrara de forma nativa con los dispositivos IIoT y los sistemas de terceros que necesitaríamos.

Tulip es la única plataforma sin código para operaciones, lo que significa que se diseñó desde el primer día pensando en las necesidades de los operarios e ingenieros de primera línea. Capacita a los desarrolladores ciudadanos para construir soluciones potentes y centradas en el ser humano, como la que creamos para la Pop-Up Factory, sin necesidad de saber escribir código ellos mismos.

Gracias a la facilidad de uso de nuestro editor de aplicaciones junto con el repositorio de aplicaciones, plantillas, conectores y mucho más de nuestra biblioteca, que se actualiza periódicamente, pudimos pasar de un concepto sobre el papel a una aplicación totalmente operativa en menos de una semana. En la práctica, esto significa que los usuarios pueden conseguir una rentabilidad mucho más rápida en comparación con los enfoques de desarrollo tradicionales a la hora de crear e implantar nuevas soluciones en sus operaciones. En total, ¡la aplicación que creamos para impulsar la Pop-Up Factory de este año se creó en poco menos de una semana de tiempo de desarrollo! Aunque ese tipo de velocidad puede parecer poco realista para una línea de producción real, gracias a las plantillas de aplicaciones y otros contenidos disponibles en nuestra Biblioteca, pudimos montar una solución totalmente funcional rápidamente.

En Hannover, utilizamos Microsoft Azure para alojar las aplicaciones que impulsan la Pop-Up Factory, así como Microsoft's suite of Azure-based AI tools to power our Frontline Copilot™suite of capabilities. Tulip is a cloud-agnostic platform, meaning customers with a preference can decide whether they want their workspace hosted on either Microsoft's Azure or Amazon's AWS cloud computing platforms.

Cuando se abrieron las puertas el primer día de la Feria de Hannover, los asistentes empezaron a entrar en tropel en los pabellones de la convención, y por fin llegó el momento de que la Pop-Up Factory cobrara vida. Sin embargo, a diferencia del típico operario de primera línea que puede tener años de experiencia en una determinada línea de producción, nuestros "trabajadores" entrarían efectivamente a ciegas.

Para asegurarnos de que podían hacerlo bien a la primera y ensamblar su reloj de palabras sin ningún defecto -todo ello consiguiendo un tiempo de ciclo rápido- sabíamos que teníamos que diseñar la experiencia de operario más intuitiva de cualquier Pop-Up Factory hasta la fecha. Para lograrlo, construimos una aplicación en Tulip que guiaría a cada asistente a través del proceso mediante instrucciones de trabajo digitales, al tiempo que realizaba comprobaciones de calidad en línea para validar que cada paso se realizaba correctamente. He aquí cómo funcionaba:

Mientras los visitantes hacían cola para la experiencia Pop-Up Factory, utilizamos luces andon y un gran tablero de mandos para mostrar el estado de cada una de las cuatro estaciones de trabajo, ayudando a dirigir a los asistentes a una estación abierta en cuanto hubiera una disponible.

Utilizando nuestras funciones nativas de visión por ordenador y una cámara montada en la estación de trabajo, la aplicación que se ejecutaba en cada estación de trabajo esperaba hasta que un asistente se acercaba y escaneaba su credencial de la convención antes de empezar a guiarle por el proceso de montaje con instrucciones en la pantalla. A lo largo de cada paso posterior del proceso de montaje, cada asistente era guiado por instrucciones de trabajo interactivas mientras se verificaba la calidad de su trabajo mediante visión por ordenador y otros dispositivos de IIoT .

• Gracias a las traducciones automáticas de la aplicación realizadas por nuestro Frontline Copilot™, los asistentes también tuvieron la opción de cambiar a su idioma preferido -alemán, francés, húngaro o inglés- en cualquier momento de la demostración. Utilizando un escáner RFID y cuatro etiquetas RFID diferentes (que representaban cuatro de los 29 idiomas admitidos), los asistentes sólo tenían que escanear la etiqueta correspondiente al idioma deseado y la aplicación se traduciría inmediatamente.

• Una vez escaneado el número de la tarjeta de identificación, la aplicación pasó automáticamente al primer paso, en el que se indicaba a los asistentes que cogieran una placa para el reloj de palabras. Para facilitarles la selección del componente correcto entre los múltiples contenedores de piezas, nos integramos con el sistema pick-to-light de Banner, que iluminaba un indicador LED delante del contenedor correcto para cada componente. La integración también hizo uso de sus sensores de haz de rotura para detectar en qué cubo introducía la mano el operario, lo que nos permitió confirmar que se habían recogido las piezas correctas. Cuando la aplicación detectó que se había seleccionado la pieza correcta, proporcionó una confirmación en pantalla al operario antes de pasar automáticamente al siguiente paso. A diferencia de las iteraciones anteriores de la Pop-Up Factory, que requerían que los operarios navegaran de un paso a otro utilizando una pantalla táctil o un pedal, este año la navegación estaba completamente automatizada, lo que permitía un flujo de trabajo altamente eficiente.

• Este proceso de recogida se repitió a continuación, con el segundo paso pidiendo al operario que cogiera una batería de un contenedor y un componente espaciador de otro. Una vez más, la aplicación resaltó los componentes correctos utilizando el sistema pick-to-light de Bannery detectó de qué contenedor había cogido realmente el operario, lo que nos permitió controlar los errores del proceso y proporcionar una respuesta visual inmediata. Una vez seleccionadas correctamente ambas piezas, la aplicación pasó automáticamente al siguiente paso sin necesidad de que el operario introdujera más datos.

• Con las piezas seleccionadas, era el momento de iniciar el proceso de montaje. La aplicación mostraba instrucciones sobre lo que había que hacer a continuación, utilizando medios enriquecidos, incluidas imágenes y animaciones, para facilitar la comprensión de los operarios. Utilizando una plantilla impresa en 3D para ayudar a alinear los componentes, los operarios ensamblaban la placa posterior, la batería y el espaciador antes de pesar el subconjunto utilizando una báscula conectada a la app. Al integrarse con la báscula, la app pudo verificar que los componentes de la placa posterior y el espaciador estaban presentes antes de avanzar automáticamente al siguiente paso. Si faltaba alguno de los componentes y el peso estaba fuera de los límites esperados, la app mostraba una advertencia de que la comprobación del peso había fallado, así como un indicador que señalaba la lectura actual de la báscula y el valor esperado.

• Dado que el peso de la batería era bastante bajo y estaba dentro del margen de error de la báscula, no podíamos utilizarla para detectar sistemáticamente si estaba presente. Para resolver este problema, recurrimos a nuestro socio Landing AI y a sus capacidades de visión por ordenador LandingLens. Su sistema de avisos visuales nos facilitó el entrenamiento de un modelo de visión por ordenador adaptado a nuestra aplicación específica sin necesidad de conocimientos de programación o de ciencia de datos. Con sólo un pequeño número de imágenes de entrenamiento, creamos un modelo para detectar si la batería estaba o no presente en el conjunto y correctamente instalada. Gracias al contenido de LandingAI en la Biblioteca, pudimos integrar el modelo que acabábamos de entrenar con nuestra aplicación, todo ello sin necesidad de código. Utilizando una cámara estándar montada encima de la báscula, pudimos detectar con éxito si la batería estaba instalada y proporcionar orientación al operario si el modelo detectaba que faltaba.

• Una vez que la aplicación detectó que todas las piezas requeridas se habían ensamblado correctamente, mostró un mensaje de confirmación antes de pasar automáticamente al siguiente paso: elegir la placa frontal del reloj de palabras. Aquí, a los asistentes se les presentaba la opción de escoger el componente en el color de su elección, blanco o negro. Una vez más, utilizando indicadores pick-to-light y sensores break-beam, la aplicación dirigió a los operarios a los componentes correctos y detectó qué color acababan escogiendo, proporcionando una confirmación en pantalla antes de avanzar automáticamente.

• Para el paso final de ensamblaje, la aplicación proporcionaba instrucciones sobre cómo fijar la placa frontal al subconjunto y, una vez más, indicaba a los operadores que pesaran el reloj de palabras completado. Si no se superaba la prueba de peso, aparecían automáticamente instrucciones que indicaban al operario que añadiera el componente que faltaba y volviera a pesarlo, mientras que si se superaba la prueba de peso, aparecía la confirmación final en pantalla.

• Una vez completado el último paso del control de calidad, la aplicación presentó a los asistentes los datos recopilados durante el proceso de producción. Como ya habíamos hecho que cada asistente confirmara su identidad con una imagen de su credencial en el paso inicial, pudimos extraer sus nombres utilizando las capacidades de reconocimiento óptico de caracteres (OCR) de Frontline Copilot™. Junto con su tiempo de ciclo, que la aplicación había estado midiendo, pudimos mostrar a cada asistente cómo se comparaba con los demás visitantes de la Pop-Up Factory.

Con el proceso de montaje terminado y la calidad controlada, los asistentes ya podían llevarse a casa su nuevo reloj de palabras, seguros de que funcionaría como se esperaba. Tras hacer funcionar la línea de producción de forma ininterrumpida durante cinco días seguidos en la conferencia, los datos que recogimos con la app mostraron que 895 personas habían pasado por la Pop-Up Factory, con una duración media del ciclo de sólo 2 minutos y 27 segundos.

Sin embargo, guiar a los asistentes a través del montaje de su reloj era sólo una parte del proceso de producción. Utilizando Tulip, construimos un conjunto de aplicaciones interconectadas que se utilizaron para obtener visibilidad del proceso y asegurarse de que la Pop-Up Factory funcionaba de forma eficiente.

Una de las ventajas de utilizar las aplicaciones de Tulip para controlar nuestra línea de producción fue que capturamos automáticamente una serie de puntos de datos cada vez que se completaba el proceso de ensamblaje del reloj de palabras. Esto incluía el nombre de cada operario, el tiempo que tardaban en completar cada paso del proceso y su tiempo de ciclo total para construir el reloj. Aprovechando nuestro intuitivo editor de análisis, construimos una serie de análisis para mostrarlos en nuestro panel de visibilidad de la producción.

Gracias a los gráficos y análisis en tiempo real, este cuadro de mandos nos ayudó a conocer la eficacia con la que funcionaba la Pop-Up Factory. Una mitad del tablero mostraba los datos del proceso, incluida una vista histórica de los tiempos de ciclo, el tiempo de ciclo medio y la desviación del objetivo, así como un gráfico del tiempo de ciclo de cada una de las cuatro estaciones. Para gamificar la experiencia de los asistentes, también añadimos una tabla clasificatoria que mostraba los 10 mejores tiempos de ciclo de ese día. La otra mitad del tablero ofrecía una visión general del número de relojes construidos ese día y en total, así como una vista histórica de cuántos relojes se habían construido cada hora.

El tablero de mandos cumplía una doble función, ya que también se utilizaba para mostrar de forma destacada el estado de cada estación de trabajo y dirigir a los asistentes a las que estaban abiertas. Mediante el uso de lógica condicional en cada aplicación, podíamos determinar si cada estación estaba o no en uso y, a continuación, mostrar esta información en el tablero junto con el tiempo de ciclo actual de cada estación. Esta sencilla adición a nuestros cuadros de mando ayudó a guiar a los asistentes a la estación correcta, garantizando que nuestro proceso de producción funcionara sin problemas mientras los asistentes acudían en masa a la Pop-Up Factory.

El valor de este tipo de cuadros de mando se hizo evidente rápidamente en la feria. A mitad del primer día, un vistazo a los datos del proceso dejó claro que nos quedaríamos sin componentes de relojes de palabras mucho antes de que la feria terminara al final de la semana. Esta información en tiempo real nos permitió gestionar los problemas de inventario racionando cuánta gente podía llevarse a casa sus relojes. Para el cuarto día, nos habíamos quedado con el número mínimo de componentes que necesitábamos para seguir permitiendo a los asistentes vivir la experiencia.

Aunque construir una cadena de montaje totalmente digitalizada en menos de una semana pueda parecer fuera de lo posible, hemos demostrado que con herramientas de software industrial componibles, es totalmente alcanzable. Y en el entorno económico actual, esta rápida obtención de valor no es sólo un lujo, sino un requisito para las empresas que quieren seguir siendo competitivas. Cuando surgen retos en la producción y los procesos cambian, la tecnología que impulsa sus operaciones debe ser capaz de adaptarse con ella.

La Pop-Up Factory sirvió no sólo como demostración pública de las capacidades de Tulipcuando se combina con un ecosistema abierto de otras tecnologías, sino también para ponernos en la piel de nuestros clientes y recordarnos en qué consiste realmente la transformación digital. Esto es lo que aprendimos:

El valor de la componibilidad

Para satisfacer el conjunto único de requisitos de la Pop-Up Factory, el modelo de talla única de las soluciones MES tradicionales simplemente no era una opción. El enfoque componible que permite nuestra plataforma nos permitió construir una solución adaptada a las necesidades específicas de nuestra operación. En la práctica, esto significa que los cambios pueden realizarse rápidamente y que los nuevos sistemas pueden integrarse fácilmente para satisfacer las cambiantes demandas de producción, lo que permite mejorar la eficiencia y la agilidad. Adoptar con éxito un enfoque componible requiere algo más que una nueva arquitectura de software: los fabricantes también tienen que adoptar cambios en la cultura, la propiedad y el desarrollo.

Centrarse en la Frontline Operator

La transformación digital no puede aplicarse con éxito con un enfoque puramente descendente. A la hora de implementar herramientas digitales en su empresa, deben tenerse en cuenta ante todo las necesidades y preocupaciones de sus operarios de primera línea. Aunque Tulip se diseñó desde cero para facilitar la creación de interfaces muy visuales e intuitivas para el taller, este año prestamos especial atención a la experiencia de usuario de nuestra aplicación y nos aseguramos de que fuera lo más ágil posible. Al implementar instrucciones de trabajo totalmente reactivas que pasaban de un paso a otro sin intervención del operario y añadir la posibilidad de cambiar fácilmente al idioma de su elección, por ejemplo, mejoramos la experiencia del operario y también ayudamos a reducir los tiempos de ciclo para dar cabida a la multitud de asistentes.

Abrazar el ecosistema abierto

Gracias a la arquitectura abierta de Tulip, todo, desde los sistemas andon y pick-to-light hasta la visión por ordenador y las herramientas de BI, se integró de forma totalmente sencilla. El cambio hacia arquitecturas digitales abiertas e interoperables marca un importante alejamiento de la era de los sistemas propietarios y cerrados que antaño dominaban la industria manufacturera. Este enfoque de ecosistema abierto le permite construir su pila tecnológica de fabricación en torno a las mejores soluciones de su clase sin estar atado a un único proveedor, lo que garantiza que su empresa pueda seguir siendo adaptable y estar preparada para el futuro.