Resumen

En este trabajo se presenta una metodología para desarrollar un gemelo digital para un proceso industrial. El proceso es una lavandería industrial hospitalaria que puede ser caracterizada como una cadena de suministro de lazo cerrado. Una característica del proceso estudiado es la presencia de incertidumbre en la entrada, lo que dificulta la toma de decisiones en el proceso de producción. Para facilitar esta toma de decisiones se plantea el desarrollo de un gemelo digital basado en un sistema de lógica borrosa multinivel. La evaluación de la herramienta propuesta se ha hecho con datos reales obtenidos de una lavandería. Se ha comprobado que la propuesta ofrece resultados satisfactorios demostrando el potencial de esta herramienta en los procesos de producción.

Introducción

La Fabricación Inteligente, considerada como la cuarta revolución industrial e identificada con el término Industria 4.0, es la colección de tecnologías de última generación que soportan la efectividad y la ingeniería de precisión en la toma de decisiones a tiempo real. Industria 4.0 define una metodología para generar una transformación desde la fabricación dominada por máquinas a la fabricación digital. Pero implantar nuevas tecnologías en los procesos industriales no es tarea sencilla, pues a la disponibilidad económica necesaria para la inversión, se suman factores logísticos y sociales que dificultan una reconversión inmediata. Por ello, elegir los caminos que desarrollen de manera paulatina la hoja de ruta de Industria 4.0, apoyándose inicialmente en los cambios en la gestión de operaciones, con menos requerimientos de implantación, parece una alternativa razonable para la mediana y pequeña industria.

Para cualquier Centro de Producción, el gestor del proceso buscará una solución adecuada a cada instante, de acuerdo a sus conocimientos y experiencia, y podrá: actuar sobre el ritmo de segregación de productos usados, externalizar algunas tareas para evitar colapsos, modificar la inyección de componentes nuevos o utilizar componentes ya procesados almacenados para la regulación de la cadena o para gestionar contingencias que pudiera tener la misma.

Pero estas variables, debido a las incertidumbres específicas de estos procesos señaladas en párrafos anteriores y a las propias de todo centro industrial también nombradas con anterioridad, generan situaciones muy diversas, que no sólo obligan a tener una formación específica importante en este entorno, sino además a tener ciertas facultades de clarividencia para detectar el estado de elementos intangibles, como los ritmos admisibles en cada momento que pueden alcanzar los recursos, especialmente los humanos, que no son siempre iguales por circunstancias infinitas.

Un prometedor camino para las compañías de manufacturación que buscan soportes para la toma de decisiones está en la digitalización de los elementos de producción, que en los últimos años se conoce como los Gemelos Digitales (Digital Twin). Estos modelos persiguen una simulación de alta escala, que use los mejores modelos físicos disponibles, datos de sensores y de históricos para construir un espejo de los sistemas reales. Para muchos autores Digital Twin es el siguiente nivel de simulación y se convertirá en la principal herramienta en la ayuda a la toma de decisiones en el ámbito industrial, pues integrará datos de ingeniería, de operación y de comportamiento conectándolos a través de una arquitectura propia.

En este artículo se propone construir un espejo del gestor de producción de un centro de recuperación de productos usados, de manera que pueda replicar las decisiones sobre la programación de tareas que adopta este último en condiciones óptimas, sin estar sometido a las perturbaciones del entorno. Como caso de aplicación se considerará una lavandería industrial que representa un ejemplo claro de una cadena de suministro de lazo cerrado. El sistema resultante de ayuda a la toma de decisiones evitará el riesgo de una planificación de tareas no acertada como resultado de la complejidad propia del proceso y de la presencia de perturbaciones.

El documento comienza haciendo una revisión de aspectos relacionados con las cadenas de suministro de lazo cerrado. Posteriormente, se describe con detalle el proceso y se propone una solución para el problema planteado. Se finaliza con los resultados de la simulación propuesta y una discusión sobre los mismos.

Contenidos

Resumen

1. Introducción
2. Cadenas de suministro en lazo cerrado: conceptos básicos
3. Descripción del proceso
4. Diseño del modelo digital
5. Resultados
6. Conclusiones