Energetica 213 enero febrero 2022

La fabricación inteligente prepara el terreno para la gigafábrica de baterías del futuro Las baterías ocuparán un lugar central en los mercados energéticos del futuro, tanto para las necesidades de movilidad como para el almacenamiento de energía. Según las estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la capacidad de producción global de baterías para vehículos eléctricos requerirá de un incremento de más del triple entre 2020 y 2025, a fin de cumplir con el objetivo de producción de vehículos eléctricos estimado a nivel mundial. ROCKWELL AUTOMATION P ara satisfacer la demanda de miles de millones de vatios de energía que van a necesitar los vehículos eléctri- cos en las próximas décadas, es necesario contar con gigafábricas para la fabricación de baterías. Sin embargo, para lograr este objetivo se necesita más que simplemente ampliar las técnicas y tecnologías de produc- ción tradicionales. Es necesario reestructurar de forma radical los procesos de producción para maximizar la velocidad, la flexibilidad y el rendimiento. En tal sentido, la fabricación inteligente es una herramienta fundamental para ampliar la producción de baterías. Nos gusta llamarlo el ‘hilo digital’ porque la fa- bricación inteligente no solo afecta la ejecu- ción, sino también la optimización del ciclo de vida completo. El comienzo de todo se remonta a las pri- meras etapas de investigación y desarrollo, en las que los especialistas en química y los ingenieros desarrollan nuevos conceptos de baterías. Para ello, emplean las herramien- tas que ofrece la química computacional y el sistema CAD para el diseño, además de la ayuda que brinda la gestión del ciclo de vida del producto (PLM) para el desarrollo de productos. Podríamos decir que cuando se comienza a agregar información en un entor- no virtual tenemos la punta del hilo digital. Luego, durante todo el ciclo de prueba, dife- rentes herramientas, como MATLAB y Ansys, generan datos de mayor valor. Estos datos se emplean para desarrollar ‘gemelos digitales’ de máquinas que se utili- zan posteriormente en el proceso de fabrica- ción y planificación y en las operaciones de prueba en entornos virtuales. Estos gemelos digitales ayudan a capacitar al personal en el mundo virtual y permiten un rápido aumen- to de la producción cuando la demanda así lo exige. De todos modos, esta tecnología no termina aquí. A medida que los productos se fabrican, venden y utilizan, los datos se reco- pilan en el mundo físico y se envía retroali- mentación al mundo virtual, lo que permite optimizar tanto productos como procesos. Esta fusión entre el mundo físico y el virtual es el futuro de la fabricación de baterías. Monitorización inteligente de la producción en la fabricación de baterías Una de las características más relevantes del hilo digital es una mayor visibilidad de la producción mediante operaciones de con- trol. El monitoreo de la producción se logra con la ayuda de un paquete de software que se denomina Sistema de ejecuciónmanufac- turera (MES). El MES se ha empleado en la fa- bricación automotriz durante décadas, pero adquirirá un rol central para los fabricantes de baterías, especialmente en materia de personalización. A medida que el mercado se desarrolle, habrá una mayor demanda de personalización, incluso hasta lotes únicos para cada vehículo. Con la ayuda del software MES es posible integrar sistemas de control y empresaria- les para ejecutar y rastrear pedidos en toda la empresa. Además, se puede obtener el contexto adicional necesario para conver- tir los datos de producción en información accionable. Incluso es posible implementar aplicaciones MES que aborden desafíos es- pecíficos de fabricación de forma escalona- da. Si se necesita comprender los defectos, se puede emplear una aplicación de calidad MES para rastrear, identificar y recibir alertas cuando unamáquina o los procesos del ope- rador registran valores fuera de los límites establecidos. Se pueden agregar otras funcionalidades, como aplicaciones de seguimiento y rastreo, para obtener una localización completa de las baterías a través del proceso de fabrica- ción y ayudar a garantizar que las baterías sean seguras para su uso. Según la necesi- dad, las aplicaciones se pueden escalar a un paquete empresarial de software MES que genere una base de datos para todas las operaciones de su organización. Otro ejemplo importante de recolección de datos automatizada e inteligente sin papel es el Pasaporte para baterías de la Alianza Global de las Baterías (GBA). El Pasaporte proporciona información fiable sobre indi- cadores relacionados con prácticas respon- sables y sostenibles. La implementación de esta solución global ofrece un sello de cali- dad que da cuenta de los registros autenti- cados del abastecimiento responsable, la gestión, el reciclaje y el uso de una batería durante todo su ciclo de vida. El papel que desempeña el Pasaporte para baterías en el apuntalamiento de una cadena de valor responsable de la batería ha recibido am- plio respaldo en diferentes reuniones sobre políticas globales, incluida la cumbre del G7 de 2021, el borrador de la directiva de la UE sobre baterías, así como por parte del go- bierno de Canadá y EE. UU. Para lograr este seguimiento, todos los datos se deben agre- gar de forma automática. Mejoras facilitadas por evaluaciones comparativas En asociación con Samsung SDI, Rockwe- ll Automation ha desarrollado un sistema Soluciones de digitalización 66 ENERGÉTICA XXI · 213 · ENE/FEB 22