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Dec 13, 2023

Los dispositivos Bluetooth ayudan a realizar proyectos industriales

La adopción de dispositivos habilitados para Bluetooth durante las actividades de trabajo manual tiene un

La adopción de dispositivos habilitados para Bluetooth durante las actividades de trabajo manual tiene un gran impacto en la seguridad, la transparencia y la calidad en múltiples industrias. Durante la última década, muchas empresas han reconocido la necesidad de la digitalización. Esta tendencia de digitalización se aceleró aún más con la pandemia de COVID-19, que creó una valiosa oportunidad para que las empresas revisaran y mejoraran las prácticas laborales actuales. En Cumulus, vimos una mayor adopción de tecnologías habilitadas para BLE (Bluetooth Low Energy), que permitieron crear flujos de trabajo digitales, recopilar datos de campo y confirmar el progreso del trabajo. Esto, a su vez, empoderó a las empresas con una mejor calidad del trabajo, ahorros en horas de mano de obra y una reducción en el retrabajo. Debido a esto, Bluetooth Low Energy tiene muchos casos de uso industrial.

"La adopción de dispositivos habilitados para Bluetooth durante las actividades de trabajo manual tiene un gran impacto en la seguridad, la transparencia y la calidad en múltiples industrias".

A finales de 2016, una importante empresa de energía estaba trabajando en una instalación de GNL, que estaba por encima del presupuesto y retrasada. El liderazgo de la empresa sabía que esto era común en sus proyectos de capital y finalmente quería hacer algo al respecto. En consecuencia, se iniciaron estudios utilizando la ingeniería de sistemas para comprender mejor el problema, descomponerlo y proponer soluciones efectivas. Utilizando la instalación de GNL como estudio de caso, surgieron temas comunes:

Un área que sufrió agudamente fue la integridad y las operaciones mecánicas; en concreto, montaje conjunto. En la mayoría de las instalaciones, las uniones son ensambladas por artesanos, a veces llamados instaladores. Las juntas deben ser inspeccionadas por operadores de calidad. Los datos del proceso de ensamblaje conjunto deben capturarse y documentarse para fines de cumplimiento y auditoría.

El estándar ASME PCC-1 recomienda la transparencia, el mantenimiento de registros y el cumplimiento de las pautas establecidas como tres componentes que funcionan para garantizar un ajuste perfecto de las conexiones atornilladas. Por lo tanto, las instalaciones maduras suelen tener un plan de gestión de bridas, que describe los controles de ingeniería y de procedimiento que rigen los procesos de montaje conjunto.

En una planta química o refinería de petróleo típica, existen intervalos de mantenimiento regulares denominados mantenimiento de turno (TAM). Durante un evento TAM, se cierran secciones enteras de la planta por un período de cuatro a ocho semanas. Se traen grandes ejércitos de trabajadores, algunos de los cuales nunca antes han trabajado en una planta. Están capacitados y desplegados para realizar actividades críticas de trabajo manual, que consisten en desmontar, reparar y volver a montar juntas según el procedimiento operativo estándar del sitio.

Este proceso requiere una supervisión cuidadosa, de ahí la necesidad de inspectores e ingenieros de control de calidad. A pesar de los controles de ingeniería y procedimientos establecidos, existe una alta tasa de reelaboración y, en algunos casos, paradas como resultado de fugas causadas por errores cometidos durante la actividad de mantenimiento. En todos los casos, los problemas se pueden atribuir a una de estas tres causas principales:

Los datos de la industria sugieren que el 30 por ciento del trabajo manual no se realiza correctamente, desperdiciando más de $625 mil millones cada año. Además, los accidentes prevenibles liberan un estimado de 170 millones de toneladas métricas de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) cada año, equivalentes a 36 millones de automóviles (estudio GEC 2021).

Finalmente, el tiempo de inactividad no planificado le cuesta a los propietarios de instalaciones industriales $260,000 por hora en promedio (GE/ServiceMax 2019). Para empeorar las cosas, los equipos de construcción y operaciones no pueden encontrar suficientes trabajadores calificados.

Según la Encuesta de Fuerza Laboral 2021 de AGC, la industria necesita 2.2 millones de trabajadores más en 2022, pero el 72 por ciento de los contratistas reportan dificultades para encontrar candidatos de calidad. S&P Global 2020 afirma que Great Crew Change es una "bomba de tiempo demográfica" que impulsa la adopción de IoT, AI y AR. De todos modos, las soluciones digitales más utilizadas no garantizan la calidad del trabajo.

Afortunadamente, hay una manera de abordar los tres problemas con la digitalización. La naturaleza del trabajo manual siempre dependerá de los trabajadores transitorios. Esto significa que es necesaria la formación continua y el refuerzo del aprendizaje.

Cuando los datos se capturan de tal manera que demuestran cómo se realizó el trabajo, un inspector calificado tendría la información necesaria para evaluar la calidad del trabajo que se realizó sin estar físicamente presente.

La conectividad de datos proporciona un enlace en tiempo real entre los trabajadores de campo y de oficina, lo que permite a los inspectores y supervisores realizar un seguimiento del progreso del trabajo en tiempo real. Esto inyecta transparencia en todos los niveles de trabajo; desde el individuo que realiza el trabajo, hasta el individuo que lo inspecciona. De esta manera, se puede observar la recomendación ASME de transparencia, mantenimiento de registros y cumplimiento de las pautas.

Las herramientas habilitadas para Bluetooth han sido un medio crucial para la recopilación de datos de campo. Durante el montaje de juntas, se utiliza una llave dinamométrica digital BLE para realizar un seguimiento del par aplicado en los pernos individuales de cada junta conectada. La llave está emparejada con un dispositivo móvil.

Los datos de ingeniería de la unión se descargan en la aplicación, que utiliza el flujo de trabajo para guiar al trabajador sobre el número de pasadas, el patrón de apriete y el valor de torsión que se debe aplicar durante cada pasada. Esto refuerza la formación ya impartida al trabajador.

La capacidad de comunicarse con un dispositivo habilitado para Bluetooth es un diferenciador, ya que permite que un inspector vea el torque real aplicado en cada perno, proporcionando un grado de transparencia que antes no estaba disponible. Una vez finalizado el trabajo, los datos asociados se cargan en un servidor. Usando un navegador web, un inspector puede ver todos los datos asociados con el trabajo realizado, incluido un informe de finalización generado automáticamente.

El protocolo Bluetooth Low Energy está adaptado principalmente para aplicaciones de consumo. Por lo tanto, la mayoría de los perfiles GATT disponibles en el mercado se crean para su uso con productos de consumo. Los perfiles GATT tienen la ventaja de proporcionar contratos de comunicación estándar de modo que los consumidores puedan ser independientes del fabricante.

Un consumidor puede comprar un dispositivo de cualquier fabricante y esperar que funcione (plug-and-play). La naturaleza de punto a punto de la conectividad Bluetooth es especialmente beneficiosa en entornos industriales donde la conectividad de red no está disponible en su mayoría. Los dispositivos conectados por Bluetooth Low Energy tienen varios beneficios prácticos:

Al usar la tecnología conectada por Bluetooth para rastrear los ensamblajes de bridas, observamos una tasa de fuga de aproximadamente 0,1 por ciento, fácilmente una reducción de 100 veces en la tasa de fuga en comparación con las tasas de fuga de más del 10 por ciento que se observan a menudo en proyectos que utilizan métodos tradicionales. Además, un proyecto estimó que redujeron 768 000 toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero al evitar fugas en los conjuntos de bridas, además de miles de horas de trabajo y millones de dólares en costos de mano de obra ahorrados al evitar la repetición del trabajo.

En 2016, había pocas llaves dinamométricas industriales con interfaces BLE. Las marcas líderes fabricaron llaves con protocolos de comunicación únicos, como HART, Bluetooth SPP y comunicación de puerto serie. En todos los casos, la interfaz de la herramienta era única y requería personalizaciones y hardware adicional para la interfaz de datos. La interfaz de comunicación no se diseñó para proporcionar el tipo de información útil para la gestión del flujo de trabajo. Además, no había una llave dinamométrica digital habilitada para Bluetooth intrínsecamente segura lista para usar.

El uso de herramientas habilitadas para Bluetooth ha sido un importante facilitador de la digitalización industrial, lo que permite la recopilación de datos en tiempo real, la calidad a nivel del trabajador y los datos de progreso. Si bien el caso de uso discutido fue el ensamblaje conjunto, los mismos problemas se aplican a los procesos de trabajo que requieren controles de ingeniería y de procedimiento para garantizar la calidad y la seguridad. Se pueden lograr ahorros similares en estos casos de uso; sin embargo, existen desafíos que, si se abordan, facilitarán la adopción de dispositivos habilitados para BLE. No existen perfiles GATT estándar para la mayoría de las herramientas industriales. La creación de dichos perfiles tendrá los siguientes beneficios:

Para el avance continuo de soluciones innovadoras de digitalización industrial, Bluetooth es una solución sólida. La creación de perfiles GATT y protocolos Bluetooth para herramientas industriales como llaves dinamométricas, bombas hidráulicas y etiquetas digitales solo aumentará la adopción de la industria.