Del pizarrón a una base de datos en vivo: trazabilidad completa para 30 máquinas independientes con el PLC Serie KV de KEYENCE

La planta de Cooper Standard en Saltillo fabrica líneas de fluidos: de refrigerante, de gasolina, de frenos. Cada uno de esos productos pasa por una serie de máquinas que, en su mayor parte, funcionan como islas. «Esa planta tiene diferentes productos, todos son líneas de fluidos», explica Martín. «Lo que se involucró era un proceso donde están todas las máquinas independientes y ocupábamos tener la información de esas máquinas y del proceso que se genera con la pieza.»

El motivo es directo, y es el mismo que hoy escucha cualquier proveedor automotriz de parte de sus clientes. Si mañana surge una duda sobre una pieza, la planta tiene que poder decir cuándo se fabricó, en qué fecha, con qué operador y cuáles fueron los parámetros del proceso: el valor de la prueba de fuga, por ejemplo, o el torque aplicado. «Tú agarras una pieza y quieres saber cuándo se hizo, a qué hora se hizo y cuáles fueron los resultados. Precisamente para eso queríamos esa aplicación.»

El obstáculo era la antigüedad del equipo. La trazabilidad es una exigencia reciente; las máquinas no lo son. «Hoy en día ya todos los clientes quieren trazabilidad. ¿Pero qué pasaba hace 15 o 20 años? Las máquinas que yo tengo en esas plantas ya son viejas, la mayoría, entonces no cuentan con ese sistema.» Cualquier solución que adoptara la planta tenía que ser retrocompatible: debía integrar equipos que nunca fueron diseñados para formar parte de un sistema de trazabilidad.

«Necesitamos involucrar algo que nos diera la comodidad de jalar la información, guardarla y aparte presentársela al cliente. Ya se le ha vendido al cliente y está muy contento con el sistema, con lo que es el guardar la información y tenerla. Y aparte, hoy en día ya también tenemos nuevos clientes que ya desde la primera pieza que fabriquemos con ellos ya piden que tenga esa información.»

Había una segunda condición, y Martín es enfático al respecto. Enviar información del piso de producción a un servidor de la empresa no es una decisión que tome sólo el departamento de control. «Otra cosa que también está bien importante: que cumpla con la seguridad cibernética. Ese es un punto bien importante. No puedes conectar cualquier dispositivo a la internet, no puedes conectar cualquier dispositivo al servidor.» El departamento de control tuvo que involucrar al de sistemas, y ambos sostuvieron muchas pláticas antes de cerrar la elección. «Para poder hacer esa instalación, primero tenemos que revisar que cumpla con los certificados de seguridad, y que tenga usuario, contraseña y quién va a poder estar viendo la información, porque al final de cuentas esa información es de nosotros y del cliente.»

Martín lleva más de dos décadas en manufactura, la mayor parte en plantas de capital japonés, y había trabajado con equipos de KEYENCE mucho antes de entrar a Cooper Standard. Eso no le ahorró a la Serie KV una evaluación. Llegaron propuestas técnicas de varias marcas y se compararon una junto a otra.

«Había precios muy caros, había precios que a lo mejor era muy capaz la máquina pero no lo podíamos absorber porque el costo inicial lo iba a pagar la planta, no lo va a pagar el cliente», señala. «Entonces decidimos, en base a todas las revisiones, escoger a KEYENCE por la capacidad, por el precio y por las ventajas que nos ofrecía.»

Lo que separó a las opciones finalistas, al final, no fue el hardware. Fue lo que venía con él. «Además hay una cosa que era muy importante: el soporte técnico y el entrenamiento que nos brindaron. Entonces eso nos inclinó a escoger KEYENCE.» El punto es tan comercial como técnico, porque el costo de un controlador no es el costo de un controlador: es el costo de cada ingeniero que alguna vez tendrá que abrirlo.

«Hay una cosa que también es bien importante: que no compremos las cosas y nos abandonen. Buscamos que nos den el soporte, nos enseñen a hacer las cosas bien hechas. Y algo que me gusta mucho de KEYENCE es que no tienes que pagar por los entrenamientos.»

El licenciamiento del software siguió la misma lógica. Un procesador potente sirve de poco, apunta Martín, si cada departamento que necesita conectarse a la máquina representa otra licencia: «ya compraste otro PLC casi con las puras licencias». Como las herramientas necesarias para configurar y controlar la Serie KV no implicaron un costo adicional de licencia, el personal de mantenimiento y de control pudo trabajar sobre el mismo equipo. «Si tú tienes toda la herramienta para poderlo configurar y controlar, con eso se soluciona. Entonces esa fue la primera razón que dije yo: ah, pues con KEYENCE.»

Al principio hubo algunas inquietudes por parte del personal de piso que aún no estaba familiarizado con la Serie KV, pero hoy en día los departamentos de control en Saltillo y en Torreón están muy casados con esto. «Aprendimos muchas cosas. De hecho hoy en día esos departamentos de control han madurado mucho gracias a todo lo que han aprendido así.»

La arquitectura que construyó el equipo es sencilla de describir y hace muchísimo trabajo. Un controlador de KEYENCE se designó como master. «Tomamos un PLC de ustedes y lo convertimos en un PLC master. Y ese PLC master se encarga de hacer la adquisición de toda la información de todas las máquinas. Pero no lo quisimos dejar ahí. De ahí nos comunicamos a un servidor y le estamos mandando toda la información vía SQL a una base de datos.»

Llegar a cada máquina significaba llegar a cada protocolo. Algunos de los controladores del piso tienen décadas; otros son actuales; provienen de varios fabricantes distintos. «Ligamos PLCs legacy muy viejos, PLCs nuevos, PLCs de todas las marcas, gracias a la unidad Ethernet de la Serie KV. Hicimos el linkeo de toda esa información y los protocolos de comunicación, sea el que sea, nos enlazamos.»

Antes del proyecto, el registro de producción era un pizarrón y un marcador. Vale la pena citar completa la descripción de Martín, porque explica con precisión por qué esa información nunca podía ser confiable: «Cada hora: ah, hice 20 piezas. Esta hora hice 5 piezas. Me fui a comer, regresé y me tardé 10 minutos más, ah, 3 piezas. O: le hablé a mantenimiento y se tardó tanto en llegar, ah, 5 minutos. Entonces no podíamos tener una persona que hiciera todo eso y que fuera confiable.»

Ahora la máquina se reporta sola. Cuando deja de trabajar, lo dice. Cuando el operador necesita mantenimiento, material o una revisión de calidad, la solicitud se levanta desde la máquina, y la hora de esa solicitud queda registrada junto con todo lo demás. El equipo integró las alarmas en un Andon a nivel planta y cada evento fluye hacia la misma base de datos SQL.

«Yo tengo mi producción normal hora por hora y también tengo por qué paras, y sin que tengas que ir a una computadora o agarrar un radio o buscar el celular para hablarle a los departamentos, desde ahí comienzo yo el problema. ¿Para qué? Para que tengamos el dato preciso de cuándo paramos, por qué paramos, y nos ayuda mucho para sacar los métricos. Eso ya para analizarlo ha sido muy bueno.»

Esas métricas cubren tanto la eficiencia como la calidad. Una prueba de fuga tiene que dar un resultado; un torque tiene que alcanzar un valor; ambos quedan hoy en el registro junto a los datos de tiempos. Y como las cifras llegan directamente del equipo y no del recuerdo de una persona, tienen un peso que un pizarrón nunca tuvo. «Hicimos un sistema global como un Andon, donde podemos ver todas las alarmas de todos los departamentos, pero a su vez lo mandamos a la base de datos y ya tenemos los tiempos transparentes. Todo lo que llega es directamente de la máquina.»

La última pieza fue la visibilidad, y llegó de una función que el equipo no esperaba usar tanto como la usa. Escribir la dirección IP del controlador en un navegador abre las pantallas que el propio equipo diseña. «Si tú desarrollas tus pantallas, ya tienes eso gratis: puedes poner una pantalla exclusiva para ver un proceso y brincar a otra pantalla y ver otra cosa, o puedes brincar a otra pantalla donde puedes ver tu eficiencia.» El gerente y el ingeniero de soporte pueden monitorear la misma línea al mismo tiempo, e incluso escribir y leer información de las máquinas mientras lo hacen. El formato no es fijo: «si el gerente dice: no, lo quiero de esta manera, se puede modificar. Aquí quiero este número, lo puedo poner». El equipo habilitó además la consulta desde el celular.

«Otras plataformas, otras marcas, te ofrecen un costo por todo eso y te dicen: está limitado a 10, 20 pantallas. Aquí está muy amplia la conexión, todos los datos, y lo que nos gusta mucho es que el formato también lo puedes modificar. Está muy versátil. Sí está muy potente esa tarjeta. La realidad es que yo quisiera que todos los proyectos ya vengan con esa tarjeta embebida, porque sí es un plus.»

Recopilar datos es un problema; entender una falla es otro. Una cámara que graba la línea las 24 horas mostrará cómo se veía el paro, pero no qué estaba pensando la máquina en ese momento. El propio Martín hace la distinción: «la cámara nomás te da una apreciación visual del proceso. ¿Qué pasa cuando tú quieres saber cómo estaba el sensor en ese momento? ¿O cómo estaba el motor? ¿O cómo estaba el pistón? ¿O si se tardó más en llegar? ¿O si no le llegó la señal a tiempo?»

La función Machine Operation Recorder de la Serie KV responde a eso capturando el video y el programa de escalera juntos. «Tú tienes un tiempo atrás y un tiempo de adelante de cuando pasó el error o el problema. Y lo puedes regresar, y puedes simular ese tiempo y ver cómo estaba en ese momento la lógica y entender el problema.» La unidad llega con el marco ya armado, así que el equipo asigna sus señales, ejecuta un entrenamiento y a partir de ahí cuenta con un patrón de referencia del ciclo normal. «De un ciclo a otro puedes decir: esto estuvo mal, ¿por qué?, porque aquí no se comportó igual.»

«Ahí fue donde dije: no, eso es un boom. ¿Por qué? Porque para fallas y algunas cosas interesantes te puede dar un buen resultado. Y eso creo que no lo han entendido muchas empresas o muchos clientes. El día de mañana que se tomen 5 minutos en entender cómo funciona la máquina del tiempo en una máquina problemática, van a decir: cámbiame, cámbiame. Porque vas a entender todo.»

La trazabilidad también tiene un lado físico, y la planta la ha ido extendiendo hacia el marcaje y la lectura. La codificación con tinta en líneas de frenos ya está en producción con una codificadora de inyección de tinta continua Serie MK de KEYENCE, un equipo cuya evolución Martín ha seguido de cerca. «Yo tenía codificadoras de tinta KEYENCE de hace 10 o 12 años, y recuerdo cómo tenían que estar limpiando y cómo era el mantenimiento. ¿Y qué pasa con las más nuevas? Ya no requieres hacer nada. La máquina solita te va a pedir que, cuando la vayas a dejar de utilizar, la pongas en un pedestal y ya solita se hace el lavado. Y cuando la quieres arrancar, nada más la arrancas y la vuelves a colocar en la línea de producción y está trabajando.»

En paralelo, el equipo ha ido probando sus propias marcas de trazabilidad en lugar de esperar a que se las pidan. Un código QR de cuatro milímetros marcado con láser sobre una tuerca se leyó bien a cierta distancia con un lector de códigos Serie SR de KEYENCE en las pruebas, y se está evaluando el número de serie consecutivo ligado a la base de datos. «Tú tienes que tener una protección de que tus procesos están bien y de que el día de mañana, si hay algún problema, tener el respaldo de cómo estaba esa pieza.»

La Serie KV ya no se limita a la recolección de datos en Saltillo. Donde un controlador existente no da el ancho, hoy se reemplaza en lugar de rodearlo. «Por lo pronto yo tengo varias misiones en México, y de ellas tengo, por ejemplo, cuatro o cinco máquinas donde ya cambiamos el controlador que tenía para poner KEYENCE.»

Cuando se le pregunta cuántas máquinas de Saltillo operan hoy con un KV, Martín da una estimación honesta en lugar de una cifra de hoja de cálculo: «Yo creo que por lo menos son unas 30 máquinas, y había cuatro máquinas que tenían otro controlador y ya los cambiamos, o sea, son 34 máquinas a lo mejor.» Las unidades compradas en diciembre están pendientes de instalarse, y las nuevas aplicaciones se diseñan desde el inicio en torno al controlador, entre ellas una báscula que emite su propia etiqueta.

Lo que hace sencilla esa expansión es que la conectividad ya no es la restricción que era. «Lo más importante es que te puedas conectar, que puedas jalar datos, que sea transparente la comunicación, que tengas la manera de conectarle muchos dispositivos Ethernet: o sea, amplías un montón lo que son las capacidades de la máquina. Hoy tengo una máquina que está diseñada para hacer algo, pero mañana pasó algo que necesito que ahora tenga algo nuevo: entonces ya lo hiciste capaz de crecer.»

La información alimenta hoy una plataforma interna de Industria 4.0, CS Factory, que desarrolló el propio departamento de sistemas de Cooper Standard y que está disponible en la intranet de la compañía. Conectar los controladores de KEYENCE a ella fue, como suele suceder, una cuestión de protocolo más que de producto: un KV-7500 se enlazó a la plataforma mediante un protocolo de comunicación sin ningún módulo adicional, y el equipo trabaja ahora en cómo todos los KV reportarán la información hacia ella. «Cuando tú ves en tu computadora en otro lugar del mundo que puedes ver esa información en tiempo real, eso está bien fregón. No tengo que estar yo en mi planta para poder ver cómo está.»

«Hoy en día todo lo que he estado explorando y las soluciones que nos han dado me indican que es un controlador muy muy amigable, muy poderoso, y el costo es muy bueno. En algún momento solamente tenías que darle la confianza para utilizarlo, porque los que ya tenemos mucho tiempo trabajando en la industria decimos: es esta marca, o esta, o esta. Pero ya llegó KEYENCE con controlador y te ofrece las mismas características, y te ofrece un costo así, y te ofrece estas opciones de conectividad, y empiezas a hacer tu evaluación y de ahí sacamos que es un PLC muy bueno.»

El soporte ha acompañado esa expansión. Martín tiene su base en Torreón, pasa buena parte de su tiempo en Saltillo y viaja a otros sitios, y ha encontrado la misma respuesta esté donde esté, incluso en un viaje reciente a Europa. «No tengo necesidad de estar pensando si estoy soportado por alguien. Yo sé que siempre va a haber alguien de KEYENCE ayudándonos.» En aplicaciones que el equipo no podía resolver solo, ese soporte ha ido todavía más lejos: para la adquisición de datos vía RFID en los herramentales, KEYENCE desarrolló la manera de trasladar un lenguaje de comunicación del formato de un fabricante a otro, conectando antenas que antes no se leían.

«Les expliqué la aplicación y me apoyaron, al grado de que trasladamos un lenguaje de comunicación de una marca a otra, y gracias a eso ahorita tengo esas antenas conectadas para jalar la información que antes ni el fabricante de la máquina lo había hecho.»