METODOLOGÍA Y JUSTIFICACIÓN EN PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN

Por: Winger Herrera Linares (winger.herrera@gmail.com)

Dentro del campo de la producción industrial, desde los inicios de la era industrial hasta la actualidad, la automatización ha revolucionado la manera en que funcionan las empresas. En esta tendencia en crecimiento se emplean metodologías para proyectos de automatización que permiten un mejor desarrollo del proyecto con diseños robustos, y mediante un análisis de justificación financiera podemos obtener retornos de inversión.

Para que un proyecto de automatización pueda ser exitoso debe cumplir con información necesaria. A continuación, les comparto una descripción de los pasos que hay que seguir para obtener los entregables necesarios para iniciar un proyecto de automatización:

Ingeniería de proceso de redundancias de servers, clientes remotos, PC de ingeniería o de desarrollo.

P&ID: Diagrama de Procesos e Instrumentación. Son una ilustración esquemática de la relación funcional de las tuberías, la instrumentación y los componentes de equipo del sistema usados en el campo de la instrumentación y control o de la automatización.

MD: Memoria descriptiva de proceso o del sistema. Es la parte en donde se detalla la descripción del proceso, parametrizaciones de procesos, lazos de control, etc.

Mrlist: Lista principal de equipo con los tags de cada equipo, propiedad de procesos y rangos de trabajo.

Layout: Ubicación y distribución de equipos de procesos. Nos permite identificar la ubicación en 2D o 3D, en planos AutoCAD u otros, de los quipos con sus respectivos tags correspondientes para después identificar también los instrumentos y actuadores. Con estos entregables ya se puede realizar la ingeniería para la automatización, para la cual también indicaremos los entregables.

Ingeniería de automatización

Listado de Instrumentos y actuadores. Esta lista se llena en el mismo formato de Mrlist identificando qué tipo de instrumentos y actuadores vamos a utilizar con marca, modelo, alimentación, comunicación o salida.

Arquitectura de control. Es una representación gráfica detallada de los equipos de control, comunicaciones y supervisión de nuestra planta, subproceso o máquina, incluyendo las redes y buses de comunicación: estructura de automatización, arquitectura de control integrada, buses de campo, topología de red tipo anillo, sistemas descentralizados, estructura servidor-cliente, separación de tráfico de redes, software y herramientas de virtualización, herramientas

Lista de hardware y software

El hardware es la lista de componentes físicos que se detallan, que podrían ser servidor o host, PLCs, switches de comunicación, periferia descentralizada o llamados I/O remotos, módulos entradas y salidas digitales y analógicos, etc. Debe estar con sus descripciones, marca, modelo y código de parte.

El software son los conjuntos de programas y aplicaciones, instrucciones y reglas informáticas que hacen posible el funcionamiento de equipos, entre los cuales se podría mencionar los sistemas virtualizados como VMware, los sistemas operativos Windows Server, los softwares SCADA y PLCs, PCS7,TIA Portal, SIMATIC profesional, etc.

Diagramas de redes y buses de campo detallado. Estos diagramas también se pueden detallar en la arquitectura de red, donde se pueden identificar los servidores, los switches de comunicación y la ubicación del host en el que estarán los sistemas virtuales, servers, clientes y software.

Layouts: Tableros (control/remotos), sala de ingeniería (servers) e infraestructura de comunicaciones (redes/buses).

Lista de materiales: Cables e infraestructura. Se menciona los tipos de cables de comunicación e instrumentación, accesorios de montaje con sus especificaciones técnicas y cantidades y código de parte.

Con las ingenierías de proceso y automatización ya podemos costear la inversión que tendrá el proyecto (materiales y servicio, montaje/programación).

Justificación del proyecto

Se debe tener en cuenta dos puntos de vista: la ingeniería y el negocio. Es indispensable realizar un análisis, ya que el diseño que realicemos tiene que generar un impacto favorable con la implementación del proyecto de automatización.

Ingeniería: Diseño de la automatización (arquitectura de control).

• Elaborar arquitecturas de control robustas y tolerantes a fallas.

• Aplicar soluciones con alto nivel de automatización, utilizando los últimos avances tecnológicos.

• Diseñar de manera integral todo el proyecto de automatización.

Negocio: Impacto de la automatización sobre la producción.

• Impacto sobre la mejora de la producción y costos de la compañía.

• Aumento de la producción de la planta: rendimiento.

• Aumento de la disponibilidad de la planta: diseño tolerante a fallas y robusto.

• Aumento de la calidad del producto final: Disminución de las mermas y/o productos defectuosos.

Justificación y Análisis Económico

Reside en el análisis de la robustez, de los ahorros, de las mejoras, etc. que brinda la automatización y la arquitectura de control para su cuantificación económica y justificar la ejecución del proyecto nuevo o la mejora.

Para realizar una evaluación financiera de un proyecto, si no se tiene mucho conocimiento, debe apalancarse de un soporte o apoyo del área de proyectos, financistas, economistas, o también hay formatos o plantillas creadas por los mencionados, de acuerdo con cada empresa. Solo se necesita colocar la información económica como los ahorros, la inversión y se obtendrá los resultados financieros que son los KPIs (VAN, TIR y PRI) que nos permiten analizar el retorno de inversión que puede ser positivo o negativo, tomando en cuenta principalmente los siguientes conceptos:

• Inversión: Monto económico a invertir para comprar determinados activos, de manera que estos puedan generar el futuro potencial de ganancia.

• Ahorro: En términos de costes de la empresa, los ahorros se dan cuando se reduce costos mediante procesos optimizados, mejora del rendimiento de los equipos etc., los cuales deben ser tangibles y medibles.

• VAN: Valor Actual Neto. Es un criterio de inversión que consiste en actualizar los cobros y pagos de un proyecto o inversión para conocer cuánto se va a ganar o perder con esa inversión.

• TIR: Tasa Interna de Retorno. Es la rentabilidad que ofrece una inversión; es decir, es el porcentaje de beneficio o pérdida que tendrá una inversión para las cantidades que no se han retirado del proyecto.

• PRI: Periodo de Retorno de la Inversión (payback). Es un indicador que mide en cuánto tiempo se recuperará el total de la inversión a valor presente. Puede revelarnos con precisión, en años, meses y días, la fecha en la cual será cubierta la inversión inicial.

A continuación, mostramos los criterios que debemos tener en cuenta para la justificación económica, según se trate de proyectos nuevos o existentes: Justificación a través de las etapas de un proyecto nuevo:

1. Diseño: Más compacto, más económico, menor tiempo.

2. Procura: Menos costosa, menos materiales, menor tiempo.

3. Montaje: Más compacto, menos actividades, menor tiempo.

4. Puesta en marcha: Más rápida, Plug & Play, menor tiempo.

5. Producción: Maximizar productividad y minimizar reprocesos.

6. Mantenimiento: Equipos estandarizados, menos fallas. Para la justificación para las plantas existentes, las etapas más importantes para poder definir la justificación son:

1. Maximizar productividad.

2. Minimizar reproceso.

3. Equipos estandarizados.

4. Menor tiempo en cambio de equipos. De estas etapas mencionadas, las más importantes son maximizar la producción y minimizar el reproceso.

Justificación a través de la productividad: Para la justificación de la productividad, el indicador general OEE es la métrica que mide la eficiencia general de equipos y plantas. Esta métrica aporta a nivel económico, operativo y organizacional.

OEE (Overall Equipment Effectiveness): Eficiencia general de los equipos

Para calcular este indicador hay tres factores importantes para la empresa:

OEE = DISPONIBILIDAD x RENDIMIENTO x CALIDAD

Dentro de los factores mencionados, los puntos críticos a analizar son: paradas/averías, configuración y ajustes, pequeñas paradas, reducción de velocidad, rechazos por puesta en marcha y rechazos de producción.

En conclusión, para que un proyecto de automatización sea exitoso, se debe tener en cuenta que:

• La automatización es crítica para sostener el funcionamiento y crecimiento de la industria.

• La información de procesos es crítica para iniciar el diseño de todo.

• El diseño y optimización de las arquitecturas de control son criticas para lograr maximizar productividad y ahorro minimizando las mermas y reprocesos.

• El análisis del OEE es fundamental para justificar económicamente un proyecto de mejora de optimización mediante la automatización.

• Los conceptos de análisis financiero para evaluar la factibilidad del proyecto son una NECESIDAD CRÍTICA.

Winger Herrera Linares (winger.herrera@gmail.com)