Por qué la visión artificial en el sector manufacturero funciona mejor como parte de un ecosistema de la Industria 4.0

La visión artificial se está convirtiendo rápidamente en una parte fundamental de la fábrica conectada moderna.

Aunque las distintas formas de visión artificial llevan décadas utilizándose en el sector manufacturero, los recientes avances en el aprendizaje automático y el procesamiento de imágenes han permitido nuevos casos de uso en este ámbito. Las plataformas de visión artificial asistidas por IA ya no se limitan a tareas estructuradas y repetitivas, sino que son capaces de funcionar en entornos cada vez más complejos. Trabajan de forma continua y en colaboración con los operarios, lo que se traduce en una mayor eficiencia, menos errores y datos de mayor calidad.

Sin embargo, no todas las plataformas de visión artificial ofrecen las mismas ventajas. Las soluciones de visión artificial resultan más eficaces cuando se integran estratégicamente en la fábrica inteligente, mejorando tanto el rendimiento digital como el humano en la línea de producción.

En Tulip, hemos descubierto que las mejores soluciones de visión artificial comparten dos características clave:

1. Potencian la labor del operador; es decir, colaboran con los operadores para que estos sean más eficaces, precisos y eficientes.
2. Funcionan como parte de un ecosistema de la Industria 4.0.

En otras palabras, para sacar el máximo partido a la visión artificial, las organizaciones deben tener en cuenta dos aspectos: 1) cómo esta tecnología facilitará el trabajo de sus operadores e ingenieros, y 2) cómo sus demás tecnologías se integrarán con una solución de visión artificial para aprovechar al máximo las ventajas de esta tecnología.

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¿Qué es la visión artificial?

Históricamente, el término «visión artificial» se ha referido a un subconjunto de aplicaciones de la tecnología de visión por ordenador en el ámbito de la fabricación. Desde la década de 1980, los sistemas compuestos por cámaras, luces, reflectores y software han ayudado a las empresas a automatizar y optimizar tareas basadas en la visión. Gracias a sus sólidas aplicaciones en el control de calidad, el cumplimiento normativo y la gestión de inventarios, las distintas versiones de la visión artificial han resultado fundamentales para fabricar de forma eficiente a gran escala. Por ejemplo, los sistemas de visión artificial pueden:

• Supervisar el nivel de llenado de las botellas en la línea de embotellado, detectando desviaciones respecto a los valores estándar e iniciando automáticamente las medidas correctivas.
• Detección de defectos de calidad en piezas mecanizadas demasiado sutiles para el ojo humano
• Procesar información visual continua a una velocidad sobrehumana

Sin embargo, estos sistemas se limitan a situaciones repetitivas y estructuradas. Su coste —entre cámaras, software e iluminación estrictamente controlada— puede resultar prohibitivo. Fueron de los primeros sistemas en utilizar las primeras técnicas de aprendizaje automático en el sector manufacturero, pero requieren especialistas para su programación y pueden resultar poco flexibles una vez implantados.

En términos generales, la visión artificial describe una serie de métodos mediante los cuales los ordenadores extraen, procesan y analizan información a partir de datos visuales. Las aplicaciones de esta tecnología son muy amplias. La visión artificial está detrás de los sistemas que:

• Ayudar a los coches autónomos a interpretar su entorno
• Obtener datos como la edad, el sexo, la actividad y la ubicación a partir de las fotos de los usuarios en las redes sociales
• Guiar a los operarios a lo largo de los procesos de montaje complejos en una fábrica

A diferencia de los sistemas de visión artificial tradicionales, los sistemas modernos de visión por ordenador son más flexibles. Más allá del procesamiento de información estructurada en entornos controlados, estos nuevos sistemas tienen una mayor capacidad para funcionar en escenarios semiestructurados y no estructurados. Y no se limitan a procesos repetitivos y automatizados.

Los sistemas de visión artificial de la Industria 4.0 están mejor preparados para colaborar con los operadores, ya que responden a sus acciones y permiten nuevas formas de interacción entre lo digital y lo humano.

Teniendo esto en cuenta, ¿cómo pueden las organizaciones sacar el máximo partido a un sistema de visión artificial?

Las personas son fundamentales en el sector manufacturero. Por ello, las mejores soluciones de visión artificial colaboran con los operarios para que estos sean más eficaces, precisos y eficientes.

Las soluciones modernas de visión artificial pueden potenciar las capacidades del operador de varias maneras.

Por un lado, las soluciones de visión artificial de la Industria 4.0 no se limitan a seguir a los operarios mientras realizan una tarea, sino que también reaccionan.

Estas respuestas pueden adoptar diversas formas. Los sistemas de visión artificial pueden entrenarse con las operaciones de un fabricante para reconocer todos los gestos de un proceso, guiando al operario a través de instrucciones de trabajo complejas a medida que lleva a cabo cada paso. La visión artificial puede ayudar en los controles de calidad en línea mientras el operario trabaja, proporcionando una supervisión a nivel del proceso. Algunos sistemas pueden incluso detectar y clasificar las acciones de los operarios a lo largo del tiempo, lo que ofrece a los ingenieros una mayor visibilidad sobre la sincronización y la ejecución de cada paso.

De este ciclo de retroalimentación físico-digital-físico entre el operador y la visión artificial surgen procesos más eficientes, menos propensos a cometer errores y más visibles gracias a una recopilación exhaustiva de datos en tiempo real.

Una constante en el debate hasta ahora es que la visión artificial funciona mejor como parte de un conjunto de tecnologías integradas.

Para mejorar el trabajo del operario se necesita algo más que un sistema de visión artificial que recopile datos sobre el rendimiento. Más bien, se requiere un marco de trabajo, como instrucciones de trabajo visuales o procedimientos operativos estándar (SOP), para maximizar la eficiencia. Se necesitan otros dispositivos IoT para facilitar la comunicación y el intercambio de datos con el operario. Además, puede resultar beneficiosa la integración con otras aplicaciones operativas.

Una de las ventajas de la visión artificial es que ofrece una visibilidad continua y en tiempo real de los procesos. Ya lo dice su nombre. Sin embargo, los datos recopilados por un sistema de visión artificial cobran mayor relevancia cuando se sitúan en contexto junto con los datos de las máquinas y otros datos no visuales proporcionados por los operarios. Aunque la visión artificial puede aportar una nueva fuente de datos, sigue siendo necesario disponer de una visión global para garantizar su contexto y validez.

En resumen: las principales ventajas de la visión artificial se aprovechan al máximo cuando el sistema puede enviar señales para responder a las acciones de un operador e influir en ellas en tiempo real. Y para que la visión artificial pueda interactuar con un operador en tiempo real, necesita tecnología de apoyo. Necesita un ecosistema.

En su estado actual, la visión artificial es una parte importante de la fábrica digital. Ofrece a los operarios y a los ingenieros una herramienta para recopilar mejores datos, potenciar las capacidades de los operarios y garantizar que los procesos de montaje estén a prueba de errores.

Quienes estén planteándose una transformación digital deben tener en cuenta que la visión artificial funciona mejor cuando complementa al operario y cuando forma parte de un ecosistema de la Industria 4.0.