La inteligencia artificial llega a la robótica avanzada

La industria necesita alcanzar elevados niveles de eficiencia y productividad en todos los terrenos. En el campo de los robots industriales las tecnologías disruptivas ya están permitiendo la automatización de diversos procesos que ayudan a sustituir empleos con muy malas condiciones laborales y con escasez de trabajadores.

Hasta ahora, los robots podían realizar tareas generalizadas predecibles, pero no eran capaces de realizar tareas motoras complejas por falta de inteligencia cognitiva. En este escenario, el reto era claro: se necesitaba un software que convirtiera a los robots estándar en robots inteligentes, con capacidades cognitivas basadas en Inteligencia Artificial.

Una nueva generación de robótica avanzada con estos elementos permite a las empresas de intralogística, especializadas en almacenes y producción, aumentar la eficiencia en sus procesos y ahorrar costes. Al mismo tiempo, pueden realizar un óptimo uso de su mano de obra y mejorar las condiciones laborales de su plantilla.

Siemens resolvió este reto lanzando su tecnología SIMATIC Robot Pick AI, un software de visión artificial que toma decisiones precisas y fiables para recoger y colocar artículos arbitrarios gracias a una ventosa de succión. Este software se ejecuta en cualquier ordenador industrial con sistema operativo Linux. También es compatible con cualquier robot de 6 ejes y cámaras 3D a través de una interfaz fácil de usar que emplea una API estándar. Al mismo tiempo, puede integrarse fácilmente en la plataforma SIMATIC y en el marco de ingeniería TIA Portal.
 

En España, ya existen compañías que trabajan con esta tecnología. Es el caso de Mecalux. La empresa de tecnologías de almacenaje y software logístico ha lanzado al mercado una nueva solución tecnológica para optimizar la preparación de pedidos: un innovador sistema robotizado de picking colaborativo (cobot) basado en esta última tecnología de inteligencia artificial.

La nueva solución robotizada de Mecalux incorpora la tecnología SIMATIC Robot Pick AI de Siemens, el software de visión pionero que utiliza algoritmos de deep learning para mejorar drásticamente el picking en almacenes. Gracias a la integración de la inteligencia artificial en el sistema de control (SIMATIC S7-1500), el robot colaborativo realiza el proceso de preparación de pedidos con total autonomía y máxima precisión.

El nuevo sistema de picking robotizado es el resultado de años de colaboración entre Mecalux y Siemens, fusionando el conocimiento y la experiencia de ambas empresas en tecnologías de automatización industrial para implementar soluciones tecnológicas que dan respuesta a los retos a los que se enfrenta el sector logístico. 

Mecalux ha lanzado dos soluciones de picking colaborativo: un cobot programado para compartir espacio de trabajo con operarios de modo seguro y otro automático que trabaja autónomamente en estaciones de picking de alto rendimiento.

La solución de picking, desarrollada en el centro tecnológico de Mecalux en Barcelona, ha sido diseñada para operar 24/7 y ejecutar hasta 1.000 picks por hora. Los robots colaborativos pueden manipular una amplia gama de artículos, lo que los convierte en una tecnología aplicable a empresas de todos los sectores que quieran optimizar sus procesos de preparación de pedidos.

Esta solución robótica es altamente flexible, segura y fácil de usar gracias a la utilización de una cámara colocada sobre la caja donde el cobot hace picking que capta una imagen 3D de los artículos para preparar los pedidos. El algoritmo de IA ha sido previamente entrenado con millones de artículos para ofrecer un rendimiento inmediato y es capaz de decidir en milisegundos posiciones de picking robustas y libres de colisiones para artículos presentados de forma completamente arbitraria. Uno de los aspectos clave de esta solución es que no necesita conocer de antemano el modelo 3D del artículo en cuestión. El avanzado algoritmo de inteligencia artificial actúa como cerebro, haciendo posible el proceso de picking inteligente.

Una vez seleccionado el artículo, el cobot lo deposita en la caja de preparación de pedidos con precisión, optimizando el espacio disponible. Mecalux ha desarrollado un algoritmo para asegurar que el cobot deposite la mercancía en la ubicación correcta.

La solución de picking colaborativo, guiada por el software de gestión de Mecalux, puede cambiar el sistema de agarre de modo automático en función del tipo de producto. Al recibir una nueva caja, el sistema de visión y el algoritmo de IA de Siemens identifican los artículos en su interior y determinan la manera más adecuada para hacer el picking de la pieza.

Este algoritmo se ejecuta a través de la plataforma de hardware S7-1500 que, junto con el TM-MFP (Technology Module-Multifunctional Platform), es capaz de ejecutar la tecnología de inteligencia artificial. Y todo ello comunicado, respetando los estándares de ciberseguridad y utilizando la familia de switches inteligentes SCALANCE X. 

El ejemplo de Mecalux no es el único que se ha desarrollado en el mercado español. También se ha aplicado en bonÀrea Agrupa, una corporación alimentaria que cuenta con un proyecto de economía circular para distribuir toda su producción y venderla en sus tiendas físicas o a través del comercio online. 

Para ello, necesitaba digitalizar todos sus procesos. Un reto que pasaba por dotar de conectividad a todos los procesos industriales para que se pudieran comunicar de manera flexible y efectiva entre sí y con los sistemas de gestión y supervisión corporativos. Siemens lleva trabajando años con ellos con el objetivo de proporcionarles un estándar de conectividad y ciberseguridad industrial completo que le ha permitido integrar de manera eficiente las infraestructuras de IT, donde se generan los pedidos de sus supermercados y su plataforma, con la infraestructura OT, que soporta todo el proceso productivo. 

Este sistema es escalable y se aplica tanto en las instalaciones histórica de bonÀrea en Guissona, como en el nuevo centro productivo de Épila (Zaragoza): más de 170 hectáreas y 13 naves industriales. Se ha logrado conectar una red de más de 130.000 dispositivos empleando toda la paleta de tecnología de Siemens al desarrollar el primer estándar de conectividad digital y ciberseguridad industrial completo. 

A través de la familia Scalance XC200 y XR500 se ha conseguido dotar de una gestión completa a la red de comunicaciones industriales y preparar un sistema flexible para, en una segunda fase, poder poner en marcha aplicaciones relacionadas con la Inteligencia Artificial o el Virtual Commisioning. Por ejemplo, gracias al software de diseño de Siemens Plant Simulation, incluido en el porfolio Xcelerator, se puede recrear todo el flujo de mercancías en cualquiera de los dos centros de producción de bonÀrea Agrupa. 

Una vez preparada la infraestructura, el siguiente paso fue incluir nuevas tecnologías, como la Inteligencia Artificial, a través de la tecnología SIMATIC Robot Pick AI de Siemens. Gracias a la integración de la inteligencia artificial en el sistema de control SIMATIC S7-1500, el robot colaborativo realiza el proceso de preparación de pedidos con total autonomía y máxima precisión.

La solución propuesta por Siemens para integrar los mundos IT y OT de bonÀrea ha logrado mejorar la productividad en un 10% y ha reducido sensiblemente los tiempos de parada, a la vez que ha mejorado la gestión. bonÀrea puede realizar todas las operaciones de mantenimiento de manera inmediata desde cualquier punto de la red interna o externa, lo que garantiza que ninguno de los negocios de la corporación alimentaria se pare. Además, gracias a una veintena de robots de inteligencia artificial que reconocen el catálogo de más de 8.000 productos de la empresa, se está convirtiendo el picking manual de 76.000 pedidos en digital. 

Miguel Ángel Gavira 

Business Partner de Comunicación y Marketing 

de Siemens Digital Industries en España

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Este artículo aparece publicado en el nº 554 de Automática e Instrumentación págs. 62 a 64.