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sábado , agosto 18 2018
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Diseñando el Crecimiento de las Máquinas Inteligentes

 

Las herramientas embebidas hacen posible la creación de equipos de fabricación de la próxima generación
Las máquinas inteligentes son sistemas que no solo realizan tareas repetitivas a grandes velocidades y altas tasas de exactitud, también se adaptan a las condiciones cambiantes y operan de manera más autónoma nunca antes vista. El objeto del debate va del miedo de los humanos a perder trabajos de habilidades bajas y medianas debido a las máquinas inteligentes a la esperanza de que las fábricas inteligentes provoquen el resurgimiento de la fabricación en países avanzados.
De igual forma a otras generaciones de tecnología, las máquinas inteligentes impactarán casi cada dominio de la vida. Alterarán cómo se producen artículos, cómo los doctores realizan cirugías, cómo las compañías de logística organizan el almacenamiento, e incluso cómo educamos a generaciones futuras.   
Mientras que institutos de investigación, economistas, y los medios cuestionan el impacto de las máquinas infundidas con tecnología IT, ingenieros y científicos deben proporcionar sistemas de fabricación que ofrezcan un aumento dramático en el nivel de flexibilidad. Las máquinas súper versátiles hacen posible que la industria de fabricación satisfaga la necesidad de la sociedad de variedad de productos y hacen frente a los ciclos de vida cada vez más cortos de los artículos de consumo.
Características de una máquina inteligente
Los fabricantes de máquinas y dispositivos han pasado de diseñar máquinas de un solo propósito a la creación de máquinas multi-propósito que resuelven las necesidades de fabricación de hoy en día: tamaños de lote más pequeños, variaciones de productos específicas al cliente, y la tendencia hacia productos altamente integrados, los cuales combinan funcionalidades diferentes en un dispositivo.
Capaces de operar de manera más autónoma que nunca, las máquinas modernas pueden prevenir y  corregir errores de procesamiento que son causados por perturbaciones como cambios en las condiciones de la materia prima, desviación del punto térmico de trabajo, y el desgaste de los componentes mecánicos. 
Una red extensa de sensores proporciona a las máquinas inteligentes información acerca del proceso, la condición de la máquina, y su entorno, para que las máquinas puedan trabajar del lado de los humanos, lo cual mejora el tiempo de funcionamiento y proporciona un mayor nivel de calidad. Adicionalmente, estos sistemas pueden mejorar su rendimiento a través del tiempo y aprender nuevas habilidades por medio de la minería de datos, aprovechando los modelos de simulación, o aplicando algoritmos de aprendizaje de aplicación específica. Por último, pero no menos importante, las máquinas intercambian información con otros sistemas de automatización y proporcionan actualizaciones de estado a sistemas de control de más alto nivel. Esta colaboración entre máquinas crea una fábrica más inteligente, haciendo posible que una línea completa de automatización se ajuste a condiciones cambiantes, balancee la carga de trabajo entre máquinas, e informe al personal de servicio acerca de errores antes de que la máquina falle.
Un enfoque inteligente para el diseño de máquinas
Para hacer que su próxima generación de máquinas sea más inteligente y resuelva requerimientos de fabricación, necesita diseñar sistemas altamente modulares que se puedan ampliar para satisfacer requerimientos específicos de cliente.
Los sistemas modulares cuentan con máquinas que usted puede adaptar para diferentes procesos de fabricación y variaciones de productos – algunas veces sin necesidad de la interacción de un operador. Aunque puede utilizar este enfoque para desarrollar componentes reutilizables que implemente a través de una variedad de máquinas para simplificar la integración de subcomponentes comerciales, cambia de manera significativa la forma en que OEMs conducen el diseño de sistemas.  La modularidad necesita estar reflejada en la arquitectura del sistema de control. En lugar de apoyarse en el sistema tradicional monolítico, las máquinas modernas están basadas en una red de control de sistemas que se basan en una infraestructura de comunicación constante. Esta infraestructura puede gestionar tiempo crítico así como datos de prioridad más baja y proporcionar información de estado a un sistema de supervisión. Para gestionar el aumento en la complejidad de los sistemas embebidos distribuidos, los fabricantes de máquinas adoptan un enfoque de diseño centrado en software.
Hoy en día, la programación gráfica de NI LabVIEW ayuda a los diseñadores de máquinas líderes a dominar el aumento en la complejidad del sistema. Con módulos adicionales para control de movimiento, visión de máquina, y diseño de control y simulación; características para pronósticos de máquinas y monitorización de condición; y soporte extenso para hardware de E/S y protocolos de comunicación, LabVIEW le ayuda a consolidar su cadena de desarrollo y coordinar el proceso de diseño.  La selección del hardware para sistemas de control de máquinas puede ser una tarea desalentadora. Frecuentemente un departamento de ingeniería de sistemas necesita ponderar la facilidad de uso y bajo riesgo de las soluciones de caja negra con el rendimiento y beneficios de precio de un sistema embebido personalizado. 
Considerando esto, usted puede construir características diferenciadoras que determinan si su máquina es exitosa o falla en el mercado. Ya que las soluciones personalizadas usualmente llevan a los equipos de diseño fuera de su área de comodidad, los equipos se apoyan en soluciones tradicionales sabiendo que esto podría limitar su capacidad de agregar inteligencia diferenciadora a sus máquinas.
La arquitectura LabVIEW de E/S reconfigurable (RIO) ofrece un enfoque híbrido: una plataforma comercial personalizable, aprovechando las FPGAs programables que proporcionan acceso a un rango de módulos de E/S existentes de National Instuments y otros fabricantes. Utilizando las características y propiedad intelectual del LabVIEW FPGA Module, los fabricantes de máquinas pueden enfocarse en el diseño y optimización de sus algoritmos personalizados en lugar de pasar semanas o meses en el diseño del hardware o tener que confiar en una compañía de terceros para diseñar otra solución embebida de tipo caja negra. E/S personalizada y versiones de tarjeta basadas en la misma arquitectura ofrecen un nivel adicional de flexibilidad.
Para dar a los fabricantes de máquinas una ventaja, NI ofrece una guía de diseño que cubre una variedad de tópicos de máquinas inteligentes. Desde arquitecturas comunes para sistemas de control distribuidos de maquinaria a integración de visión y movimiento, y estrategias avanzadas de control, la guía abarca mejores prácticas, descripciones de tecnología, y ejemplos de clientes que le ayudan a diseñar sistemas más inteligentes para la fábrica moderna y adelantarse a la competencia.
Descargue la Guida de Diseño de Máquinas Inteligentes en http://www.ni.com/machinedesign/esa/. Vea la Serie de Seminarios Web Sobre Máquinas Inteligentes en ni.com/smartmachinewebcastseries.
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