Smart Factories: ITAINNOVA participa en el proyecto de investigación europeo centrado en el componente humano de la fábrica del futuro

Busca la redefinición de una producción orientada al futuro, de manera que los trabajos de manufactura sean más atractivos y contribuyan a crear una Europa más competitiva

El proyecto Europeo de Investigación “FACTS4WORKERS” cuenta con un presupuesto de 7.9M €, la participación de 15 socios y una duración de 4 años. Trata de resolver los problemas planteados en la definición del concepto “Industria 4.0”, centrándose en el componente humano de la producción.  ITAINNOVA es socio del proyecto y contribuye con su conocimiento en el área de Interacción  Hombre- Máquina (HMI).  El consorcio, liderado por el centro de investigación austriaco “Virtual Vehicle, quiere mostrar cómo crear puestos de trabajo atractivos e inteligentes en una Factoría del Futuro y, en consecuencia, que Europa puede ser considerada, de nuevo, como idónea localización de fábricas.  La mejora de la formación y el incremento en la inversión en las factorías ayudarán a crear en Europa nuevos y mejores trabajos.

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En la actualidad, existe un constante traslado de la actividad productiva desde los países europeos a países con menores salarios o a localizaciones con menores costes energéticos.  Para luchar contra esta tendencia, la industria europea debe afrontar el reto de desarrollar de manera inteligente nuevos conceptos productivos de valor añadido.  En palabras del Comisario Antonio Tajani, la Comisión quiere invertir “la contracción del rol de la industria” y restaurar “el atractivo de Europa como una localización de la producción”.  Con una mayor inversión en las factorías y en I+D+i, la cantidad con la que la industria contribuye a los resultados económicos europeos se incrementaría entre un 15 y 20 por ciento en 2020.

Este proyecto pone al trabajador en el centro de la redefinición de una producción orientada al futuro, de manera que los trabajos de manufactura sean más atractivos y contribuyan a crear una Europa más competitiva.  Desde el pasado 1 de Diciembre, Virtual Vehicle, un centro de I+D+i situado en Graz (Austria) coordina el proyecto FACTS4WORKERS: Entornos de trabajo centrados en el trabajador en la Factoría del Futuro (“Worker Centric Workspaces in Smart Factories”).

ITAINNOVA es uno de los 15 socios europeos procedentes de 8 países que conforman este consorcio.  Aporta su experiencia en el ámbito de la Interacción Hombre-Máquina (HMI).  La iniciativa, de 4 años de duración, está financiada por el programa H2020, un programa de financiación de la I+D+i de la UE que la Comisión Europea ha establecido entre 2014 y 2020.

Ambiciosos objetivos de Investigación

Se pretende que los resultados de investigación de este proyecto inicien una nueva era industrial, caracterizada por las denominadas “Smart Factory” (fábricas inteligentes).  Idealmente, para mejorar la flexiblidad, eficiencia y fiabilidad de los procesos de manufactura, las TICs darán soporte a los llamados Trabajadores Inteligentes (“Smart Workers”) en sus puestos.  El resultado beneficiará la competitividad y, en consecuencia, la producción Europea estará asegurada en el largo plazo.

Smart Factories

En una Smart Factory, el lugar de producción del futuro, el trabajador, como elemento más flexible del proceso productivo, es el foco de atención.  Son trabajadores con conocimientos sobre la producción, de sus operaciones, pero también de otros aspectos que puedan ser relevantes para sus tareas.  Cuentan con el soporte de tecnologías de la información y la comunicación optimizadas para, entre otras funciones, proporcionar entornos de auto-aprendizaje o permitir que este aprendizaje se produzca in situ durante el manejo de la máquina.

Este proceso de digitalización no se limita a fábricas aisladas, sino que afecta a redes completas de valor añadido.  Esto puede conseguirse utilizando los denominados “Cyber-Physical Systems”, sistemas compuestos de varios subsistemas (IT, software, partes mecánicas, etc.) capaces de comunicarse entre ellos, vía Internet u otros medios de comunicación, para desarrollar tareas complejas.

El Componente Humano: Factor Determinante

Adicionalmente a la aproximación técnica, el factor clave en el proceso de manufactura es el trabajador,  que se convierte en el foco de atención.  Para ello se introduce el término Trabajo del Conocimiento (Knowledge Work).  Es un concepto radicalmente diferente al de trabajo de fábrica entendido, tradicionalmente,  como la realización de una serie de tareas rutinarias en una planta productiva.  Se define en un entorno de trabajo completamente nuevo, completo y autónomo.  Además, los “Smart Workers” son capaces de generar nuevos modos de mejorar, de manera continua, el intercambio de conocimiento en sus propios lugares de trabajo.

En palabras de Martin Wifling, del centro de investigación  Virtual Vehicle y Coordinador del proyecto, “tenemos que preguntarnos cómo trabaja y aprende la gente,  cómo interacciona con las nuevas tecnologías pero, sobre todo, cómo pueden crear valor añadido para la industria trabajando en un entorno atractivo y exigente”.  Las respuestas a estas preguntas son la clave para una exitosa estrategia de introducción en las factorías de soluciones TIC centradas en las personas.

Reproducir la situación del trabajador en el proceso de manufactura hace posible incrementar su satisfacción y motivación y, en consecuencia, puede conducir a un incremento en la productividad de un 10%.  Considerando lo anterior, el principal objetivo de investigación del proyecto recae en "la creación, en las plantas manufactureras europeas, de áreas de trabajo significativamente más atractivas de manera que, cada vez más gente, elija estas ocupaciones exigentes y sometidas a cambios continuos", comenta Wifling.

Casos de uso a estudio en FACTS4WORKERS:

 -       Operador de Máquina Asistido.

 En la actualidad, debido al grado de personalización de los productos, el tamaño de los lotes se está reduciendo.  A su vez, se está incrementando la cantidad de información relevante, el número de fuentes de la que procede y la velocidad con la que cambia.  Sin embargo, todavía es necesaria la actuación manual de los operadores.  Por ello es necesario introducir mecanismos innovadores de interacción, de medios para “bucear” en los datos, que permitan mostrar al operario información crucial durante el proceso de manufactura.  De esta manera, elementos como las listas de verificación (checklists), las especificaciones de trabajo, los manuales, las órdenes de trabajo impresas de un MES o un ERP desaparecerán con el tiempo, permitiendo una mayor flexibilidad en la gestión de los procesos productivos.

 -       Gestión del Conocimiento Centrado en la Persona.

Se proveerá al Smart Worker con la información necesaria en el momento adecuado (just in time) como modo para mejorar la secuencia de producción.  Además, se favorecerá una cultura para compartir el conocimiento de una manera voluntaria y proactiva por parte de los trabajadores. Para conseguirlo, será necesario que los dispositivos en el área de trabajo provean de mecanismos intuitivos de interacción, como activación mediante voz, tacto o gestual en lugar de mediante la introducción de texto.  Por otra parte, de cara a facilitar la transferencia del conocimiento práctico, se valorara la incorporación de gráficos animados o de videos generados por los propios trabajadores.

 -       Puestos de Trabajo con Capacidad de Autoaprendizaje.

Las máquinas, herramientas y otras infraestructuras de una Smart Factory se suponen inteligentes. Los datos procedentes de estas máquinas deben intercambiarse eficientemente para que sea posible producir lotes más pequeños.  Sin embargo, en la actualidad hay más datos de producción disponibles que nunca.  Estos datos deben unirse de manera inteligente para anticipar y facilitar el mantenimiento, la presencia de repuestos o el montaje de máquinas, entre otros usos de la información.

 -        Aprendizaje in-situ en el Proceso de Producción

El aprendizaje in-situ considera al Smart Worker como una persona en continuo aprendizaje.  Los sistemas de aprendizaje móviles, personalizados y adaptativos a la situación, permiten soportar el aprendizaje durante toda la vida, así como el traspaso generacional del saber hacer (know-how), especialmente importante si se toma en consideración el cambio demográfico.  Los nuevos trabajadores son llevados al nivel de Smart Workers a través del aprendizaje contextualizado, los conceptos de laboratorios de manufactura (FabLabs) y las simulaciones en entornos de realidad virtual.  Dispositivos wearables y gafas de realidad aumentada ofrecen  opciones de intercambio de información (entrada y salida) ideales para varios casos de uso.

La creación paulatina de Smart Factories permite reestructurar los centros de producción con el trabajo productivo experimentando. Es un cambio de valores económicos  y sociales: Las plantas de producción, por lo tanto, no sólo se estabilizaran tecnológica y económicamente, sino que también lo harán a nivel social.

VIRTUAL VEHICLE

VIRTUAL VEHICLE es un centro de investigación con sede en Graz (Austria). Desarrolla conceptos para la creación de vehículos (automóvil y ferrocarril) asequibles, seguros y respetuosos con el medioambiente.  Los factores clave de su I+D+i son la conexión de simulaciones numéricas y la verificación  experimental, así como el desarrollo un sistema de simulación completo de los vehículos.

En la actualidad cuenta con 200 expertos de una red internacional de socios industriales con los que concibe soluciones y desarrolla nuevos métodos y tecnologías para el vehículo del futuro.  Virtual Vehicle colabora con 80 socios industriales y, junto con su principal socio científico, la Universidad Tecnológica de Graz, colabora con 45 centros de investigación.

 

Contacto:

Martin Wifling

VIRTUAL VEHICLE Research Center

martin.wifling@v2c2.at

Phone: +43 316 873 9077

 

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGON (ITAINNOVA)

ITAINNOVA es el Instituto Tecnológico de Aragón, con sede en Zaragoza (España), dispone de una plantilla de 220 empleados, la mayor parte de ellos titulados superiores. Es un Centro Tecnológico de carácter público cuya misión es ayudar a las empresas, a los líderes tecnológicos, a nuestras instituciones y a todas las personas que conforman nuestra sociedad a impulsar un nuevo futuro de la mano de la innovación y el desarrollo tecnológico.

ITAINNOVA ofrece sus servicios con una clara orientación a mercado, aportando soluciones reales e innovadoras desde nuestras líneas de investigación e innovación, que consiguen transformar y acelerar los procesos tecnológicos de las empresas o los nuevos retos de nuestra sociedad.

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ENGLISH

Smart Factories: European research project focuses on the human component in tomorrow’s production

The large scale European research project “FACTS4WORKERS” with a project volume of 7.9 million Euros and 15 European research partners over a time span of four years deals with the topic of “Industry 4.0” and focuses on the human component of modern production. ITAINNOVA is a project partner and contributes their expertise in the field of  HCI Multimedia (Virtual Reality, Augmented Reality, UX, HCI). The consortium lead by VIRTUAL VEHICLE Research Center wants to show, how to create attractive and intelligent work places in a factory of the future and how therefore Europe can be boosted as a production location. Improved training and increase of investment in factories will help bring Europe new and better jobs.

 

Production is moving constantly away from European high-wage countries to so-called “best-cost” countries or to locations with low energy cost. To fight this trend the European industry is challenged to develop intelligent added-value concepts for the field of production. The EU-commission wants to reverse “the shrinking role of the industry” and restore the “attractiveness of Europe as a production location”, says the responsible commissioner Antonio Tajani. With more investment in factories and research & development the amount the industry contributes to the European economic output should be increased from currently 15 to 20 per cent by 2020.

A large-scale research project now puts the worker into to the centre of future-oriented production concepts in order to render manufacturing jobs more attractive and help Europe to become more competitive. As of December 1st 2014 the VIRTUAL VEHICLE Research Center in Graz coordinates the project “Worker Centric Workspaces in Smart Factories (in short “FACT4WORKERS”). ITAINNOVA is one of the 15 European research partners from eight countries and a part of this newly founded consortium. ITAINNVOA contributes their expertise especially in the field of HCI Virtual Reality, Augmented Reality, UX, HCI).. The four yearlong research initiative is being funded through Horizon 2020, which is a EU funding programme for research and innovation of the European Commission, running from 2014 to 2020.

 Ambitious goals in research

The results of this research project are supposed to initiate a new industrial era, which is characterized by the so-called “Smart Factory”. The “Smart Workers” in those production sites will be ideally supported by information and communication technology in order to improve the manufacturing process regarding flexibility, efficiency, and reliability. This results in a local benefit in competition, and (central) European production locations can be secured in the long term.

Smart Factory

In a “Smart Factory”, the production site of the future, the focus lies on the worker as the most flexible element involved in the manufacturing process. He or she becomes a “production knowledge worker” and is supported by optimized information and communication technology, self-learning working environment, and in-situ learning while operating the machine.

The intended digitalisation is not limited to single factories, it will affect entire added value networks. This can be achieved via so-called “cyber-physical systems”, which are systems consisting of various components (IT, software, mechanical parts, etc.) that communicate via the internet or other means of communication.

The human component - a key factor

In addition to this technical approach, there also has to be a focus on the role of the worker as the human component and key factor in the manufacturing process. Here the term “knowledge work” is coined. Knowledge work is completely different from traditional automated routine activities in a factory. It is defined by an entirely new, complex, and autonomous work environment. Furthermore, “Smart Workers” develop new ways of continuous improvement of knowledge exchange on their own at the work place.

“We have to bring into question, how people work and learn, how they interact with new technologies, and how they can create an added value to the industry by working at an attractive and demanding work place”, explains Martin Wifling, coordinator of FACTS4WORKERS at the VIRTUAL VEHICLE Research Center in Graz. The answers to these questions are the key to successful and human-centred solutions of information and communication strategies within manufacturing processes.

By reflecting on the situation of the worker in the manufacturing process it is possible to increase their satisfaction and motivation, which can lead to an overall increase of productivity by 10 per cent. The main research focus in this project, though, lies in “creating a significantly more attractive work area in manufacturing in Europe so that more people choose this demanding and ever changing occupational field”, says Wifling.

 

FACTS4WORKERS focuses on the following use cases:

Assisted machine operator

Due to the individualisation of products the batch sizes decrease. At the same time the rate of highly special and quickly changing information from multiple sources increases. Though, manual action by the operator is still necessary. At this point innovative interaction mechanisms such as data goggles are being used to display crucial information to the operator during the manufacturing process. Elements such as checklists, job specifications, manuals, and work orders, which are being printed from MES- and ERP-systems and are still commonly used, will disappear over time.

Human centred knowledge management

The necessary information will be delivered to the Smart Worker just in time in order to improve the production sequence. Furthermore, a new culture is being established, in which knowledge is shared voluntarily and proactive. Accessories in the working area should show intuitive interaction mechanisms such as voice-, touch-, or gesture-activation instead of text input. Practical knowledge can be transferred easier with graphical animations or videos then in written form.

Self-learning work places

Machines, tools, and other infrastructures in Smart Factories are considered to be intelligent. The output data of this infrastructure has to be exchanged effectively, so that it is possible to efficiently produce smaller sized batches. Already today there is more data output in production than ever before. This data has to be intelligently linked in order to take care of maintenance, spare parts, mounting of machines etc. in advance.

In-situ learning in the production process

When it comes to in-situ learning the Smart Worker is being focused on as the “learner”. Mobile, personalised, and situation-adaptive learning systems support life-long learning and cross-generational passing on of know-how, especially regarding demographic change. New production workers are brought to the manufacturing level of Smart Workers through context-based learning, concepts of manufacturing laboratories (FabLabs), and simulations in virtual reality environments. Data goggles and wearables offer ideal in- and output options for various use cases. 

A step-by-step realization of Smart Factories is able to restructure production centres with production work undergoing an economic and social change of values. Production sites therefore are not only stabilised on a technological and economic, but also on a social level.

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