La integración de robots en la fabricación puede requerir largos plazos de entrega, inversiones de capital sustanciales, capacitación de operadores y planes de mantenimiento a largo plazo si las empresas buscan planes de compra. Aunque los fabricantes también pueden adoptar el modelo de robots como servicio RaaS y dejar que otra persona se preocupe por toda la logística relacionada. Incluso se puede optar una opción híbrida: comprar un robot central y arrendar cobots.

La mejor opción depende de los desafíos que un fabricante quiera resolver. ¿Quiere crear procesos completamente nuevos basados en la integración de robots o integrar robots en procesos existentes?  La inversión en procesos completamente nuevos puede girar en torno a los grandes robots industriales tan familiares para muchos fabricantes. Los robots colaborativos más pequeños (cobots) son adecuados para la integración en los procesos existentes. Los costos y las opciones de apoyo varían ampliamente entre esos enfoques. Ahora, la cuestión de contratar añade un giro completamente nuevo en el aspecto financiero, independientemente del tipo de robot y la naturaleza de la integración que considere un fabricante. Existen empresas que ya se han enfrentado a todas estas opciones al adoptar la robótica para abordar serios desafíos de fabricación. Las empresas han recurrido a integraciones de robots muy diferentes y decididamente exitosas al aceptar la necesidad de ser flexibles en la forma en que se implementa la tecnología.

Abordar las preocupaciones laborales

Hay consideraciones que rondan el pensamiento de los fabricantes, como el alto costo y la falta general de mano de obra; el deseo de sacar a los humanos de trabajos aburridos, sucios y peligrosos; y las ganancias de calidad que acompañan a la automatización. Una empresa que ha vivido estas inquietudes recientemente, es la famosa compañía de fabricación de productos de acero Behrens. Su experiencia es un buen ejemplo de las múltiples opciones con que se puede hacer frente a este proceso. “La estrategia para implementar estos robots concierne a una sola cosa y es reducir nuestros costos de mano de obra”, dice Bill Bellingham, vicepresidente de fabricación de la empresa. Su empresa fabrica artículos de metal simples, incluidos botes de basura, macetas y jardineras, que requieren mano de obra no calificada. Aunque Behrens encontró aceptables las tarifas, la empresa tampoco pudo encontrar los empleados que necesitaba. “Nos faltaban 34 personas en la fábrica. Y estábamos contratando gente a un ritmo nunca antes visto en Behrens. Pero no fue a un ritmo lo suficientemente rápido”, dice Bellingham. “Nuestra mano fue forzada cuando no pudimos conseguir empleados. Teníamos que hacer algo”.

Grandes robots, grandes inversiones

Behrens compró la pieza central del primer proyecto, un gran robot industrial fabricado por el gigante de automatización japonés Fanuc, de la empresa de automatización personalizada Machine Concepts. El robot por sí solo representó una inversión de 1.5 millones de dólares, un gasto de capital tan grande que requirió la aprobación de la junta directiva. Sin embargo, el establecimiento de una operación de planta completamente nueva hizo atractiva la compra del robot. Esta fue una instalación prácticamente permanente. “Había una opción para arrendar el robot industrial, pero era a través del fabricante y existe cierto riesgo para ese fabricante, por lo que su costo de arrendamiento es más alto. Existe el riesgo de que digamos: “Oye, ya no queremos esto, retíralo”. Y después no puedan hacer nada con eso. Pueden reutilizar los robots, pero eso es todo”, dice Bellingham. 

El plan de integración incluyó la compra de nuevas máquinas para desenrollar, alimentar, estampar y sellar cajas, entre otras funciones, para reemplazar múltiples procesos manuales para la producción de tapas de botes de basura. La planificación de la nueva celda de automatización comenzó en noviembre de 2020 y Machine Concepts terminó de integrar la celda en abril de 2022. Behrens espera que el robot Fanuc tarde dos años en pagarse solo, después de calcular los factores relacionados. “Pagamos por cada cobot mensualmente como lo haríamos con un empleado”, dice Bellingham. Cada cobot tiene esencialmente el mismo costo que una persona por turno; sin embargo, los cobots pueden funcionar cada uno hasta tres turnos por día. “Después de un turno, estas cosas nos hacen ganar dinero”, dice Bellingham.

El ritmo de línea mejoró una vez que los cobots entraron en funcionamiento. “Antes de poner el cobot en las líneas, no había nada en la línea que realmente mantuviera el tiempo del ciclo para el empleado, que trabajaba a su propio ritmo”, dice Bellingham. “Ahora, el cobot está marcando el ritmo de la línea y se ejecuta en nuestro tiempo de ciclo establecido”. Una vez que se estandarizó el tiempo del ciclo, Behrens descubrió que un solo remachador no podía seguir el ritmo y agregó una segunda persona a la línea. Con estos ajustes básicos completados, el rendimiento aumentó aproximadamente un 10% y la chatarra cayó alrededor de un 12% en cada una de las cuatro líneas. “Tratamos de capturar todos nuestros gastos con el proceso anterior. Mano de obra, tiempo de inactividad, chatarra. 1.5 millones para nosotros como compañía es una gran compra. Se necesitaron muchos análisis y detalles, meses y meses y meses de trabajo”, dice Bellingham.  Tres personas producían aproximadamente 2000 cubiertas por turno, mientras que la celda automatizada requiere una sola persona para atender el proceso y produce alrededor de 3000 cubiertas por turno.

¿Quién es el dueño del mantenimiento?

Al sopesar si comprar o arrendar un robot, o adoptar el modelo RaaS, la consideración del soporte continuo puede influir en la decisión. Ser propietario de un robot industrial requiere que Behrens asuma la responsabilidad del mantenimiento preventivo y reactivo. En noviembre de 2021, Behrens envió a cuatro operadores a la sede de Fanuc en Chicago para una semana de capacitación, a un costo de varios miles de dólares por operador, para aprender a programar, solucionar problemas y mantener el robot. El robot solo se estrelló una vez, después de lo cual Fanuc envió a un técnico para que hiciera la reparación. Behrens cubre todo lo demás internamente. El mantenimiento y reparación de cobots, por otro lado, recae completamente en la empresa Rapid Robotics. “Tuvimos problemas con uno de nuestros brazos cobot y Rapid nos envió un nuevo brazo al día siguiente e hizo venir a un técnico el mismo día que llegó”, dice Bellingham. “Nos quitaron un brazo y nos pusieron uno nuevo sin costo adicional para nosotros”.

Los robots inspiran la mejora continua

La integración de dos tipos muy diferentes de robots en dos operaciones de planta muy diferentes puso de manifiesto los beneficios potenciales y los variados usos de la robótica en Behrens, lo que alimenta el entusiasmo por la tecnología. “Con cualquier nueva tecnología hay muchas dudas. No tenemos este conocimiento aquí. ¿Realmente queremos asumir este riesgo? Una vez que pones un par de robots y tienen éxito, ahora no hay riesgo involucrado, o menos riesgo involucrado”, dice Bellingham. “Hace tres años, aquí en Behrens, cuando dijiste la palabra robot, era un término un poco aterrador. Ahora, cuando hablamos de robots, es una discusión positiva”. 

Los cobots, en particular, impulsan proyectos de mejora continua, como la aplicación automatizada de etiquetas en una línea de fabricación de cubos. Cada cubo de metal tiene dos costuras y la etiqueta del producto debe colocarse entre ellas. Los cobots tienen que ubicar las costuras para perforar en las posiciones correctas.  Behrens reconoció que podría aprovechar aún más esos datos posicionales al agregar aplicadores de etiquetas automáticos aguas abajo. Los datos de posición se envían desde los cobots a los aplicadores de etiquetas, que proporcionan una colocación de etiquetas ordenada, limpia y uniforme.  Dos de los cobots trabajan en una línea que puede producir hasta cuatro productos diferentes. El equipo de ingeniería de Behrens diseñó dos bloques de cambio rápido que pueden deslizarse dentro y fuera de la línea, diseñados para contener diferentes productos en ubicaciones similares entre sí para minimizar la necesidad de reposicionar el cobot durante los cambios. “Bryce, nuestro ingeniero, se lo ha pasado genial haciendo proyectos como estos. Él realmente abrazó la tecnología.

Ahora son como sus cobots”, dice Bellingham. Algunos operadores aún dudan en adoptar la tecnología por temor a que los robots reemplacen a los humanos en tareas laborales no calificadas. “Pero cualquiera puede ejecutar un cobot. Es simple”, dice Bellingham. La moraleja de la historia: no permita que nadie intente convencerlo de que una sola metodología de robótica puede resolver todas sus necesidades de automatización. La automatización brinda flexibilidad, así que sea flexible cuando planifique sus integraciones.