Toda la industria está hablando de digitalización e Industria 4.0, pero ¿qué significan estos términos de uso frecuente para la industria de bebidas? Una cosa está clara: el potencial es enorme. Las tecnologías digitales simplifican los procesos, interconectan sistemas de forma inteligente y alivian a los operadores. Al mismo tiempo, el rápido cambio enfrenta a los productores de bebidas y fabricantes de plantas con enormes desafíos.

Como uno de los proveedores líderes de sistemas, KHS es consciente de la importancia de estos procesos complejos para el éxito de la empresa. Por lo tanto, el fabricante de máquinas y equipos de Dortmund está impulsando una gran cantidad de proyectos de investigación y desarrollo, que se enfocan particularmente en los temas de redes digitales y optimización de líneas.

Para KHS, un objetivo dentro de la propia estrategia de la compañía es aumentar la eficiencia de los equipos y reducir el uso de recursos, tales como materiales o energía. "Para nosotros lo que cuenta es exclusivamente el valor añadido para el cliente al decidir si implementar una idea", explica el Dr.-Ing. Matthias Schopp, Jefe de Sistemas de Ingeniería en KHS. El proveedor de sistemas de Dortmund apuesta a las relaciones cercanas con sus clientes, basadas en una estrecha colaboración. "Estas conforman las condiciones óptimas para acercarse a las nuevas tecnologías con la mente abierta y con expectativas realistas", dice Schopp. "Esto se muestra, por ejemplo, en el área de proyectos financiados. Allí es posible probar nuevas tecnologías en una especie de 'espacio protegido'. Sin duda, aquí se puede hablar de una plataforma que permite a nuestros desarrolladores, en cooperación con expertos externos, probar nuevas ideas con riesgos de implementación".

Creación de redes y cooperación con institutos de investigación y universidades.
KHS considera la creación de redes y la cooperación con institutos de investigación externos y universidades como un importante impulsor del progreso. Por ejemplo, KHS actualmente apoya el proyecto de un consorcio de investigación compuesto por científicos de la Universidad Técnica de Dortmund, la Universidad Ruhr en Bochum y el Instituto Fraunhofer para Flujo de Materiales y Logística (IML) para la fabricación aditiva en logística de mantenimiento. En este proceso, también conocido como impresión en 3D, los componentes se producen de acuerdo con el principio de capas o estratificación. Entre otras cosas, este método de fabricación permite producir estructuras de componentes complejos que no se pueden producir utilizando métodos convencionales, con el cual se facilitará la producción de máquinas en el futuro. Además, el proceso de impresión en 3D acelera el suministro de repuestos, ya que, en comparación con la producción convencional, la producción es mucho más rápida.
Sin embargo, el aspecto principal de los proyectos seleccionados es actualmente la creación de redes, la digitalización y la optimización de procesos. "El objetivo principal de nuestras actividades de investigación es hacer que nuestros equipos y máquinas sean aún más eficientes y ahorren recursos, de modo que también nuestros clientes se beneficien de los proyectos en el futuro", explica Schopp.

Procesos de llenado más rápidos gracias a equipos que se optimizan automáticamente
Un proyecto de investigación que KHS y sus socios han completado recientemente con éxito se llama DnSPro¹. Detrás de esta abreviatura se esconde el desarrollo de un sistema de llenado que está equipado con diversos sensores y un control inteligente. "Los resultados de este proyecto pueden ser la base para futuras máquinas llenadoras, donde la máquina puede ajustarse de manera óptima a un nuevo producto mediante la modificación automática de los parámetros de llenado que reemplazan los procesos de configuración manual", explica Schopp las ventajas del equipo de llenado auto optimizado. En el corazón del desarrollo está el uso del aprendizaje automático para lograr una adaptación óptima a la forma de la botella, de modo que el proceso de llenado sea más rápido y más eficiente.

El proyecto surgió de la cooperación de cinco empresas industriales con la Escuela Superior Ostwestfalen-Lippe y la Universidad Ruhr de Bochum. "En este proyecto la cooperación y el desarrollo interdisciplinario han sido ejemplares, y serán una contribución importante para los futuros desarrollos de productos", dice Schopp.

La optimización de equipos KHS aporta una contribución importante a la sostenibilidad
En KHS, el tema de la eficiencia tiene una alta prioridad en el desarrollo de nuevos productos. Los aspectos significativos de esto incluyen, entre otras cosas, el ahorro de materiales, de medios y de energía, así como la optimización de equipos y máquinas. KHS trabaja continuamente para diseñar sus equipos de forma aún más eficiente. Incluso los componentes pequeños se perciben como un elemento importante. "Las nuevas funcionalidades en los módulos individuales están cambiando gradualmente nuestras máquinas y equipos. Siempre trabajamos para garantizar que todos los componentes tengan el más alto nivel de eficiencia y se adapten de manera óptima entre sí", explica Schopp.

KHS también espera obtener un nuevo impulso del proyecto de investigación EnAP². En este sentido, se desarrollarán conceptos de ahorro de energía y procedimientos de optimización de equipos que se utilizan en sistemas de manejo manual, neumáticos y eléctricos. El proyecto, financiado por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía, no solo ayudará a conservar la energía y los recursos, sino también permitirá que la industria de bebidas mantenga sus costos operativos totales lo más bajos posible.

Las tecnologías digitales proporcionan alivio al operador
Otro tema futuro importante para KHS es la cooperación entre el hombre y la máquina. "Nuestro objetivo debe ser facilitar a las personas el uso de la tecnología cada vez más compleja debido a los crecientes requerimientos del mercado. Con la ayuda de la inteligencia artificial, queremos diseñar sistemas de aprendizaje y ‑optimización automáticos", dice Schopp.

Como parte del proyecto CyProAssist, KHS está investigando fundamentos importantes en este campo. El objetivo es el desarrollo de un sistema de asistencia para la producción, que apoye a las personas en la operación óptima de los equipos. "Queremos ayudar al operador de la máquina a evitar la operación incorrecta o eliminar las condiciones de falla lo más rápido posible para así permitir una alta disponibilidad del equipo", explica Schopp.

La cervecería Badische Staatsbrauerei se beneficia de la tecnología digital KHS
La cooperación entre KHS y Badische Staatsbrauerei Rothaus demuestra que el uso de tecnologías digitales en la industria de bebidas no es un sueño del futuro. El proveedor de sistemas de Dortmund equipó a su cliente de larga data con una llenadora para botellas de vidrio Innofill Glass DRS ampliada con numerosas funciones digitales, como un control de inyección de líquido a alta presión guiado por cámara, llamado OPTICAM. Este sistema produce un fino chorro de agua, que desplaza el oxígeno residual de la botella llena y, por lo tanto, es de gran importancia para la calidad y durabilidad de la cerveza. Con este nuevo desarrollo, KHS permite un control y regulación continua de la corona de espuma, sin que el operador tenga que intervenir. De esta manera, Rothaus puede, por un lado, reducir la pérdida de cerveza por un espumado excesivo, pero al mismo tiempo también reconocer y expulsar botellas con poco espumado.

El nuevo sistema de asistencia DIAS (Asistencia de diagnóstico) también tiene un efecto ventajoso en el proceso de llenado. Los sensores en cada una de las válvulas de llenado proporcionan un control y una visualización completa del proceso de llenado. De esta manera, las desviaciones de los valores nominales se reconocen inmediatamente. Particularmente notable es el control de los procesos de evacuación y de barrido con CO² para lograr una baja absorción de oxígeno. La rotura de botellas se detecta en todos los casos, y las botellas dañadas se expulsan automáticamente. Es posible acceder a los datos de los sensores en cualquier momento y usarlos para una evaluación estadística de resultados, con la ayuda de la cual se pueden identificar y eliminar de antemano posibles fuentes de error en el futuro. En la práctica, esto no solo conduce a una reparación más rápida y a un alivio para el operador, sino que también sirve como base para el trabajo de mantenimiento.

KHS considera que la cooperación con socios de las áreas de investigación e industria es prometedora para el futuro
Durante más de 150 años, KHS ha estado desarrollando máquinas y equipos que marcan tendencia, ejerciendo así una influencia duradera en la industria de bebidas. La cooperación con socios de la industria y la investigación representa un aspecto importante de la receta del éxito de KHS. Los proyectos completados positivamente como DnSPro ofrecen un valor agregado real a KHS y a sus clientes, y demuestran el éxito de la cooperación intensiva. "En general, podemos concluir que nuestros proyectos de financiación actuales se encuentran en los campos de investigación correctos y ofrecen resultados directamente tangibles. Además de estos resultados directos, también vemos la influencia positiva de los proyectos en el conocimiento de nuestros empleados: todos aprendemos con ellos", resume Schopp.

Notas:

[1]DnSPro = Subsistemas basados en sensores de cooperación descentralizada para las instalaciones de producción con Industria 4.0, financiados por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF).

^[2]EnAP = Utilización orientada al usuario de la tecnología de accionamiento eficiente en la producción.El proyecto de investigación del Instituto de Dinámica de Sistemas de la Universidad de Stuttgart se lleva a cabo en estrecha colaboración con los socios del Instituto de Técnica de Fluidos de la Univ. de Dresden, Festo AG & Co. KG, Xenon Automationy KHS GmbH. Está financiado por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía, así como por Festo, Xenon y KHS.

Autor: Dr. Ing. Matthias Schopp:El Dr. Ing. Matthias Schopp, Jefe de Sistemas de Ingeniería de KHS, considera que la cooperación y el intercambio con universidades e institutos de investigación contribuyen a la creación y perfeccionamiento de productos innovadores.