Aplicación de tecnología de inteligencia artificial en el proceso de fabricación y gestión de compras y suministros

Aplicación de tecnología de inteligencia artificial en el proceso de fabricación y gestión de compras y suministros

Resumen

La complejidad y la interconectividad de los sistemas de gestión de fabricación y compras y suministro (PSM) actuales están allanando el camino para nuevos avances tecnológicos en los sectores de fabricación y compras y suministro. Los desarrollos recientes en La complejidad e interconectividad de los sistemas de gestión de compras y suministro (PSM) y de fabricación actuales están allanando la inteligencia artificial (IA) y la gran cantidad de datos de fabricación generados, conocidos como big data, están abriendo el camino para nuevos avances tecnológicos. en los sectores de fabricación y compras y suministro. Los desarrollos recientes en inteligencia artificial (IA) y la gran cantidad de datos de fabricación generados, conocidos como big data, están permitiendo la integración de nuevos tipos de herramientas de análisis en la cadena de suministro, que están optimizando la forma en que se producen los bienes. El enfoque de esta integración de nuevos tipos de herramientas de análisis en la cadena de suministro, que optimizan la forma en que los bienes se procesan en papel, es la aplicación de dichos sistemas de IA en los procesos de fabricación y gestión de compras y suministro en las fábricas. El enfoque de este documento es la aplicación de tales sistemas de IA en los procesos de gestión de fabricación y compras y suministro en fábricas que conducen a conceptos como fábrica inteligente y fabricación inteligente, y la reestructuración y digitalización en la planta de producción, que conducen a conceptos como fábrica inteligente y fabricación inteligente y la reestructuración y digitalización en la planta de producción, dominada hasta ahora por la mano de obra humana.

1 Introducción

El objetivo de este trabajo es arrojar algo de luz “tecnoeconómica” [1] sobre el desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial (IA) aplicada que se utiliza en las fábricas. Uno de los principales factores impulsores de los avances en la IA aplicada es la cuarta revolución industrial. Los procesos de fabricación han recorrido un largo camino desde la revolución industrial del siglo XIX, cuando se utilizó por primera vez maquinaria impulsada por agua y vapor para apoyar los esfuerzos de los trabajadores. Industria 3.0, la tercera revolución tecnológica, ya estaba en marcha en la década de 1960, con el primer robot industrial [2] presentado por General Motors en 1961, ver figura 1.

Con la industria 4.0, términos como aprendizaje automático o inteligencia artificial no solo ganan popularidad, sino que también los conceptos más antiguos se elevaron al nuevo estándar con nuevos nombres, como fábrica SMART, fabricación SMART, almacenamiento SMART y producción SMART, la cadena de suministro SMART. Muchos de estos conceptos tecnológicos se están mejorando aún más con la aplicación de conceptos de inteligencia artificial, aprendizaje automático y aprendizaje profundo. El prefijo SMART describe bastante bien de qué se tratan los conceptos actualizados. El objetivo es adaptar los conceptos individuales y hacerlos así más inteligentes. Con la ayuda de tecnologías como Cyber-Physical Systems (CPS), que son sistemas que combinan algoritmos informáticos lo más cerca posible del mundo físico, por ejemplo, con la ayuda de sensores potentes [34]. CPS permite acceder y procesar datos al mismo tiempo en tiempo real. Los procesos como la fabricación repetitiva pueden beneficiarse más de CPS, pero otros tipos de procesos, como la fabricación por lotes o la fabricación discreta, también pueden aprovechar esta tecnología. La toma de decisiones basada en datos es una tecnología que también forma parte de los conceptos SMART. Con la ayuda de big data, aquí se podrían tomar muchas decisiones de manera más fácil y rápida, lo cual es muy importante en el proceso de planificación de la gestión de la cadena de suministro. Los conceptos de inteligencia artificial, y todas sus subclases, pueden considerarse en conjunto como uno de los factores de éxito más importantes dentro de estos procesos. En la gestión de la cadena de suministro, por ejemplo, la IA se utiliza para planificar el enrutamiento de los productos de forma óptima y dinámica [3, 4]. Con tales aplicaciones, la IA se puede utilizar para lograr muchos beneficios tanto en la fabricación como en SMC. Al optimizar los procesos y minimizar los errores, se pueden ahorrar costos y mano de obra. Sin embargo, para explotar todo el potencial de la IA, se requiere un cierto nivel de compromiso. La integración de tales conceptos es un paso que requiere inversión de recursos y tiempo.

Sin embargo, los primeros robots industriales estaban limitados en complejidad, ya que estaban diseñados para ejecutar solo una única tarea a la vez. El negocio industrial se acerca actualmente a su siguiente etapa de evolución, ahora conocida como industria 4.0, un término acuñado por primera vez por el ingeniero y economista alemán Klaus Schwab en 2015 [6]. Industria 4.0 se refiere al uso de tecnología basada en los principios de intercambio de datos. Tales tecnologías incorporan innovaciones como el internet de las cosas, la computación en la nube y la inteligencia artificial. Un escenario de ejemplo podría ser el de un sensor, que detecta una pieza defectuosa del equipo durante la salida en el piso de la fábrica. Estos datos se distribuyen mediante el almacenamiento en la nube, que marca el defecto al instante y ordena una solución automáticamente. Esta instancia de monitoreo y respuesta en tiempo real mejorará dramáticamente la productividad en toda la cadena de fabricación, lo que cambiará radicalmente la vida de los trabajadores de la fábrica, quienes necesitarán abrir aún más su mentalidad y mejorar sus habilidades a medida que los procesos de la fábrica se digitalicen y haya más autómatas. introducido en el piso de la fábrica. Este documento tiene como objetivo contribuir al desarrollo y los objetivos de la industria al proporcionar una descripción general de todas las innovaciones de IA que están ocurriendo actualmente o por suceder en el proceso de fabricación, lo que a su vez brindará orientación a los líderes de la industria y les facilitará la evaluación de la adaptación de dicha tecnología a sus negocios. Además, el documento tiene como objetivo ayudar a los trabajadores de la fábrica en su desarrollo técnico continuo brindándoles información valiosa sobre hacia dónde se dirige la tecnología y dónde deben enfocar sus habilidades de aprendizaje para mantenerse competitivos en la industria. Los líderes de otras industrias además del sector manufacturero también se beneficiarán y obtendrán una idea de si las tecnologías emergentes se pueden evaluar como fácilmente adaptables a sus necesidades y como perspectivas en las que vale la pena invertir, ya que buscan optimizar sus respectivas cadenas de suministro. Además, el grupo de personas en la literatura, que no son especialistas en tecnología de IA, también se beneficiarán del artículo, ya que les brinda un conocimiento suficiente del tema y les brinda una curva de aprendizaje más fácil sobre los avances de la tecnología de IA. Por lo tanto, este trabajo busca abordar las siguientes preguntas de investigación:

¿Cuál es la aplicación de la tecnología de inteligencia artificial en el proceso de fabricación y la compra y Administración de provisiones?

Basado en la pregunta de investigación, el documento comienza con una comprensión general de los procesos de cambio y cómo los avances de la tecnología están cambiando la industria manufacturera. En la segunda sección, se discutirá la historia de la computadora en el proceso de fabricación. A esto le sigue un breve resumen de los cambios en el papel del factor humano en el nuevo concepto de fabricación inteligente y una descripción de cómo está cambiando la responsabilidad de los trabajadores de la fábrica en este contexto de desarrollo. A continuación, se describen los avances de la IA aplicada que permiten al industrial optimizar el proceso de fabricación con la ayuda de la automatización y las influencias en la gestión de compras y suministros y finalmente se propone una conclusión con visión de futuro.

2. Historia de las computadoras en el proceso de fabricación.

Al tratar de racionalizar el proceso de fabricación, los industriales identificaron la automatización como la influencia dominante.

La automatización de dichos procesos se realizó posteriormente con la ayuda de computadoras centrales y circuitos integrados especializados. Para comprender las conexiones y el viaje por el que ha pasado la tecnología de automatización, en esta sección se proporciona información básica.

2.1. Mecanización y racionalización

La automatización era casi un sinónimo de mecanización hasta hace medio siglo. El trabajo manual ha sido reemplazado por la producción de máquinas y otros instrumentos técnicos. El proceso tiene grandes beneficios, pero también inconvenientes, incluidos los costos significativos y la rigidez de la maquinaria. Toda la línea de fabricación, por ejemplo, necesitaba ser reconstruida antes de poder producir un nuevo producto. Esto culminó con la gran introducción de la mecanización en sectores que tienen fabricación en masa, como la industria automotriz [7].

2.2. Nacimiento de las computadoras y los circuitos integrados

Entre las personas cuyo trabajo ha sido de vital importancia para la historia de la automatización se encuentra Herman Hollerith, ver figura 2. Su trabajo contribuyó al nacimiento de la computadora moderna, y fue como resultado de sus esfuerzos que los resultados del censo de población estadounidense en 1890 no se contaron a mano por primera vez. Introdujo la innovación de un sistema de tarjetas perforadas que consistía en agujeros y "no agujeros" en las tarjetas con cepillos de alambre barriendo los agujeros. Los circuitos eléctricos se cerraron cuando los cepillos entraron en contacto con una superficie metálica a través de los agujeros. El invento de Hollerith fue la base para la fundación de la corporación de máquinas IBM [8]. La máquina eléctrica en la década de 1950 y el circuito integrado en la década de 1970 fueron dos desarrollos que trajeron un nuevo cambio en la tecnología industrial.

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