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Optimizing Manufacturing Processes through Artificial Intelligence and Virtualization

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Integración de la inteligencia artificial colaborativa en la fabricación

Al integrar la inteligencia artificial de vanguardia en los procesos de las líneas de producción, en el proyecto OPTIMAI, financiado con fondos europeos, se logró mejorar la eficiencia, la sostenibilidad y la innovación en la fabricación, ayudando así a las empresas europeas a seguir siendo competitivas.

La industria manufacturera contribuye de forma notable a la economía de la Unión Europea (UE), puesto que representa el 80 % de las exportaciones de la UE y proporciona empleo a 1 de cada 5 ciudadanos europeos. Para mantener la competitividad, hay cada vez más una mayor demanda de fabricación sin defectos, sobre todo allí donde la precisión y la seguridad son fundamentales.

Integración y optimización

El objetivo principal de OPTIMAI era aprovechar las capacidades de la inteligencia artificial (IA) para eliminar defectos en la fabricación. El equipo del proyecto se proponía optimizar las líneas de producción y proporcionar productos fiables y de gran calidad gracias a un control e inspección avanzados. El proyecto, auspiciado por el Centro de Investigación y Tecnología Hellas (CERTH), en Grecia, se centró en varios ámbitos clave, a saber: colaboración persona-máquina, automatización inteligente, visión artificial, optimización de procesos asistida por IA y control de calidad. Se preveía que la integración de estas nuevas tecnologías crearía líneas de producción más inteligentes y adaptables, lo cual mejoraría la productividad y ayudaría a reducir los residuos y el consumo de energía. «Las piezas defectuosas conllevan un despilfarro de recursos y energía, por lo que reducir los residuos hará más competitiva a la industria —explica el coordinador del proyecto, Nikolaos Dimitriou, investigador en tecnologías de la información del CERTH—. Queríamos valernos de la IA más avanzada y aplicarla a la fabricación a fin de que la producción fuera mejor y más eficiente, así como para predecir y pronosticar defectos».

Aplicación en la vida real

OPTIMAI se asoció con tres fabricantes de diferentes sectores europeos, cada uno de los cuales presenta retos únicos. La investigación, que se centró en objetivos concretos adaptados a las necesidades de los tres casos de demostración, comenzó con estudios exhaustivos destinados a comprender las necesidades y retos específicos de las fábricas implicadas. Se creó una arquitectura de referencia para esbozar los componentes de «software» y «hardware» necesarios para cada fábrica. En cada caso, se lograron resultados tangibles. Para Microchip Technology, en el Reino Unido, se desarrolló un sistema de IA de bucle cerrado para automatizar la dosificación de cola en placas de circuitos impresos. De este modo, se controlaba la cantidad de cola, se ajustaba la presión al instante y se garantizaba una calidad constante, minimizando los defectos. Por otro lado, se implementó la visión artificial asistida por IA para la identificación al instante de defectos en antenas fabricadas por Televés, en España. Ello permitía rechazar automáticamente los productos defectuosos antes de que entraran en la cadena de producción, lo cual mejoraba de forma notable la eficacia. Por último, se creó un sistema basado en IA para optimizar el calibrado de bloques de válvulas de ascensores para Kleemann, en Grecia, lo cual no solo mejoró la comodidad de los pasajeros y la eficiencia energética, sino que además redujo los niveles de ruido, lo que se tradujo en un viaje en ascensor más agradable.

La metodología de supervisión humana

Si bien la IA tiene un gran potencial para la industria, «en OPTIMAI se reconoció que la capacidad humana era inestimable para mejorar el rendimiento de la IA», afirma Dimitriou. Por ello, la colaboración era esencial en muchos procesos, como el entrenamiento de los modelos de IA, en el que expertos humanos aportaban información y datos de etiquetado sobre muestras defectuosas, la verificación y la mejora de soluciones de IA por parte de trabajadores, y la optimización de tareas, en la que personas e IA trabajaban juntos para identificar soluciones óptimas. La metodología también contribuyó a acentuar la confianza y la aceptación de la tecnología de IA entre la mano de obra, al tiempo que les dotaba de las habilidades y la experiencia necesarias para prosperar en un panorama industrial cada vez más guiado por la IA. El equipo del proyecto preveía una resistencia inicial a la nueva tecnología por parte del personal de la fábrica, pero la metodología de supervisión humana hizo que el nivel de interés y compromiso de los empleados no tuviera precedentes. Los trabajadores estaban deseosos de participar en el proyecto, demostrando una voluntad real de aprender, mejorar sus habilidades y adaptarse a los cambios que conlleva la integración de la IA. «La mayoría del personal quería participar —añade Dimitriou—. Les interesaba saber qué estábamos desarrollando y qué podía hacer bien la IA. Fue un ejemplo muy bonito de cómo las personas y la IA pueden coexistir satisfactoriamente». El éxito de OPTIMAI radica en este planteamiento colaborativo que capitaliza los puntos fuertes de la IA y de los conocimientos humanos. A medida que evolucione la tecnología de IA, los conocimientos y resultados del proyecto serán de gran valor para configurar una fabricación más eficiente, sostenible y preparada para el futuro dentro de la UE.

Palabras clave

OPTIMAI, CERTH, fabricación, IA, supervisión humana, sin defectos, asistida por IA, competitiva, colaboración

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