¿Cuál es la clave de la automatización en la fabricación por lotes para la industria cosmética?

Una herramienta imprescindible para la automatización y optimización del control de la fabricación por lotes son los sistemas de gestión de recetas. Descubrimos cómo funcionan y cuáles son sus beneficios.

LA VARITA DE LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL tiene la capacidad de dotar todo lo que toca de múltiples virtudes ampliamente conocidas y documentadas, que derivan en última instancia en el incremento de la calidad y la reducción de costes: repetitividad, eficiencia, minimización de errores y trazabilidad, entre otras.

Los sistemas de gestión de recetas para la fabricación por lotes son uno de esos hechizos que están al alcance de la industria cosmética para mejorar nuestro proceso productivo. A través de estas líneas, vamos a desvelar qué se esconde detrás de lo que abreviadamente llamaremos un gestor de recetas (Figura 1).

EL GESTOR DE RECETAS ES UNA SOLUCIÓN software que se ubica dentro de la capa de los sistemas de ejecución de fabricación (MES/MOM), entre los sistemas de gestión de recursos de la empresa (ERP/SAP) y la capa física de control. Actualmente existe en el mercado una amplia oferta de aplicaciones, tanto comerciales como a medida. Su implementación está basada, por lo general, en el estándar ISA88, que proporciona una guía para el diseño y especificación de sistemas de control de fabricación por lotes. Un gestor de recetas integrado a último nivel permite el intercambio de información con el resto de los módulos y aplicaciones de gestión de la planta en la misma capa o en capas superiores (Figura 2).

Figura 2. El gestor de recetas se integra con sistemas de gestión y con sistemas de control.

Ahora que ya sabemos dónde estamos, veamos qué podemos hacer con el gestor de recetas. Pongamos por caso que necesitamos a llevar a la escala industrial esa nueva gama de productos con el último principio activo de moda que ya hemos desarrollado en nuestros laboratorios, como podrían ser unos geles de limpieza facial.

Todo el conocimiento de lo que queremos fabricar (cómo, cuánto y cuándo) ya lo tenemos. Ahora, lo que queremos es que esto suceda de la mejor forma posible y con el mínimo esfuerzo, es decir, que se haga automáticamente. Y aquí es donde interviene nuestro gestor de recetas.

POR MEDIO DE FÓRMULAS o listas de materiales, definimos los ingredientes y cantidades de cada uno de nuestros geles, en base a una cantidad de referencia, es decir, independientemente del tamaño de lote que decidamos lanzar. Estas fórmulas pueden ser definidas en el sistema ERP o en otro módulo del sistema MES/MOM y ser exportadas hacia el gestor de recetas.

Tenemos ahora que especificar cómo vamos a combinar esos ingredientes para que se conviertan en el producto tal y como lo hemos diseñado. Observemos por un momento a la parte física de nuestro proceso: las unidades de fabricación.

Nos referimos a los reactores, fusoras, depósitos de premezcla, perfectamente equipados con sistemas automatizados de dosificación, de regulación de presión, temperatura y pH, agitadores y emulsionadores. Todo ello gobernado y monitorizado por sus correspondientes PLCs y sistemas SCADA. Sobre esta capa de control de los procesos individuales actuará nuestro gestor de recetas.

Generalmente, varios productos del mismo tipo se fabrican del mismo modo, pero con diferentes fórmulas, en las que apenas algunos ingredientes varían.

Con la ayuda de una única receta maestra, ordenamos los pasos a seguir en la fabricación de toda nuestra línea de geles, como quien construye una estructura cuyas piezas son los procesos automáticos de cada una de las unidades de fabricación. Sobre estos procesos fijamos una serie de consignas que deberán cumplirse para garantizar la calidad óptima del producto final: tiempos, temperaturas, presiones, velocidades… Es posible incluso introducir procedimientos manuales, dando instrucciones precisas de las acciones a realizar por los operadores, lo que facilita su trabajo y reduce los descuidos.

El resultado es una hoja de proceso digitalizada que, si bien se va a ejecutar de forma automática, aglutina tanto tareas automáticas como manuales. Esta hoja es en realidad una plantilla, que asociaremos a todo el conjunto de fórmulas de nuestros geles.

Una clara ventaja de haber creado una única receta es que, al optimizar el proceso en las primeras fases de pruebas, todas las modificaciones quedan centralizadas en un punto, pudiendo además guardar y gestionar las diferentes versiones.

¡Fantástico! Ha llegado, pues, el momento de materializar el producto y pasar del plano procedimental al plano físico.

DESDE NUESTROS SISTEMAS DE GESTIÓN DE PLANTA, o bien directamente desde el propio gestor de recetas, lanzaremos la orden de fabricación de un gel de limpieza facial en particular. Al recibir la orden, el gestor de recetas va a utilizar la fórmula de ese gel y la va a combinar con la receta maestra, dando lugar a la receta de control.

Una vez liberada la orden, nuestro gestor alojará las diferentes partes de la receta de control en las unidades de fabricación en base a criterios preestablecidos en la receta maestra: capacidad, equipamiento, estado, selección manual, etc.

En comunicación con la capa de control subyacente, el gestor va a liderar la ejecución del proceso como un director de orquesta, que no toca ningún instrumento, pero marca quién, cuándo y cómo: irá lanzando procesos con las consignas fijadas y recopilando resultados. Los operadores de planta podrán hacer un seguimiento de la fabricación e interactuar, cuando sea requerido, por medio de las interfaces de control y monitorización tanto del sistema SCADA como del propio gestor (Figura 3).

Figura 3. El gestor de recetas dirige las diferentes unidades de fabricación.

Toda esa información recopilada en el transcurso de la receta es registrada con el fin de generar un informe de resultados de la orden de fabricación lanzada. Con este informe podremos analizar todo lo sucedido para estudiar incidencias o realizar correcciones y mejoras. Además, parte de los resultados serán retornados al resto de sistemas de gestión planta, que podrán elaborar sus propios informes específicos.

Se cierra de este modo el círculo del flujo de información hacia el punto de partida, obteniendo por el camino y de forma completamente automatizada el producto real que habíamos diseñado en el laboratorio, con la calidad deseada y un coste controlado. ¿Qué más se puede pedir?

Datos del autor

Nombre	Aida Izquierdo Julve
Empresa	Órbita Ingeniería
Cargo	Responsable Técnico de Automatización
Biografía