EL PROYECTO
El sector de la madera es un sector estratégico en la economía Gallega y nacional. Según el Clúster da Madeira e o Deseño de Galicia e a Axencia Galega da Industria Forestal (XERA), el sector muestra los siguientes datos:
- Galicia es la novena potencia forestal europea, liderando el sector a nivel nacional.
- Con respecto al conjunto de la industria en España, Galicia generó el 15% de las exportaciones totales, porcentaje que asciende al 31% en el caso de la madera y al 27% en el referido a la pasta de papel
- A pesar de la pandemia, la facturación conjunta de la cadena de valor forestal-madera en Galicia en el año 2020 fue de cerca de 2.000 millones de euros, dando empleo a más de 6000 personas
Dentro del sector de la madera se localizan las plantas de aserrado o transformación primaria de la misma, representado el 20% de la industria del sector. En el caso de Finsa, el aserradero está orientado exclusivamente al aserrado de madera de pino, procedente de montes gallegos. Se sierran las tres especias principales de pino de Galicia, como son Pinus radiata (70%), Pinus pinaster (29%) y de forma residual Pinus sylvestris (1%), representando una producción anual de 260.000 Tm, lo que genera una importante riqueza en el sector forestal y en el mundo rural. Las líneas de aserrado están integradas por procesos clásicos de descortezado, aserrado, clasificación, apilado verde, secado, desapilado y paquetizado seco, obteniendo una diversidad de producto formada por:
- Elementos para envases de botellas
- Tableros alistonados
- Producto con tratamiento en autoclave para interior y exterior
- Tarimas, listones y otros elementos de cepillado
- Tabla aserrada para diferentes aplicaciones
Pero las líneas de producción de aserradero se caracterizan por estar integradas por máquinas
y proceso clásicos de baja tecnología, altos costes y con mucha generación de residuo. Es
por este motivo que el proyecto PACKTABLA, se centra en la investigación y desarrollo de
tecnologías habilitadoras aplicables a los procesos de aserrado de madera, permitiendo en
futuras industrializaciones de dichas tecnologías, desarrollar líneas inteligentes, conectadas,
desatendidas y sostenibles centradas en los procesos de apilado/desapilado y paquetizado
de tablas.
PACKTABLA propone el desarrollo de tecnologías innovadoras de fabricación y su
combinación con el desarrollo de nuevos sistemas robotizados flexibles y las más recientes
tecnologías en el campo de los sistemas de percepción, de manera que permita la utilización
de materiales de desecho del Aserradero como rastreles separadores de las capas de tabla,
valorizando dichos productos y derivando en una mejora de la productividad en líneas de
aserradero en más de un 20%.
El objetivo final que se persigue es el de implementar en aserraderos un nuevo modelo de
Fábrica Inteligente (Smart Factory) basada en el concepto de Industria 4.0 y orientada a la
fabricación sostenible, flexible, eficiente y customizada de nuevos productos de madera en
aserradero de alto valor añadido
Este proyecto será ejecutado por el consorcio formado por Finsa (líder del proyecto) y AIMEN.
Los socios combinan la experiencia y conocimiento en el sector de la madera, concretamente en
los procesos de transformación primaria en aserradero, y el conocimiento de tecnologías basadas
en visión artificial, las técnicas de control en robótica avanzada, el diseño de sistema mecánicos
reconfigurables y adaptables, la trazabilidad y el desarrollo de plataformas blockchain y entornos
virtuales de producción basados en gemelos digitales.
El proyecto está orientado al área temática: “Mundo digital, industria, espacio y defensa”.
Dentro de este reto, se centra principalmente en la subárea temática “Ingeniería eléctrica,
electrónica y automática”, estando alineado con las prioridades definidas en la Estrategia de
Especialización Inteligente (RIS3)
OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS
El objetivo general del proyecto PACKTABLA, se centra en la investigación y desarrollo de
tecnologías habilitadoras aplicables a los procesos de aserrado de madera, permitiendo en
futuras industrializaciones de dichas tecnologías, desarrollar líneas inteligentes, conectadas,
desatendidas y sostenibles de apilado/desapilado y paquetizado de tablas. PACKTABLA
propone el desarrollo de tecnologías innovadoras de fabricación y su combinación con el
desarrollo de nuevos sistemas robotizados flexibles y las más recientes tecnologías en el campo
de los sistemas de percepción, de manera que permita la utilización de materiales de desecho del
Aserradero como rastreles separadores de las capas de tabla, valorizando dichos productos.
Asimismo, el proyecto PACKTABLA permitirá integrar soluciones de trazabilidad con Blockchain,
de forma que los consumidores tengan acceso a la información de procedencia y distribución de
los productos de aserradero, desde su origen hasta su etapa final.
Las tecnologías desarrolladas en el proyecto podrán ser adaptadas, escaladas y desplegadas en
las plantas del grupo, tanto en Galicia, como en el resto de España y Europa, suponiendo una
solución global y transferible al resto del sector y a otros sectores industriales. El objetivo final
que se persigue es el de implementar un nuevo modelo de Fábrica Inteligente (Smart
Factory) basada en el concepto de Industria 4.0 y orientada a la fabricación sostenible,
flexible, eficiente y customizada de nuevos productos de madera en aserradero de alto
valor añadido.
El proyecto se centrará en la investigación, diseño, desarrollo y validación de tecnologías
habilitadoras para su despliegue futuro en líneas de producción de aserradero, permitiendo la
transformación de un proceso clásico de baja tecnología, altos costes y con mucha
generación de residuo, en un proceso de alta tecnología, rentabilidad y que maximice la
valorización de residuos.
Se establecen los siguientes objetivos específicos del proyecto:
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Investigar y desarrollar nuevos sistemas de producción con alta capacidad de adaptación y reconfiguración, basados en sistemas mecatrónicos reconfigurables y el uso de visión artificial que evite sistemas mecánicos rígidos orientados a la manipulación de rastreles en aserradero (utilizados en apilado/desapilado de paquetes de tablas), mediante tecnologías disruptivas impulsadas por la investigación en la automatización y fabricación robotizada.
Desarrollar procesos productivos multietapa integrados por sistemas de manipulación robotizados, sistemas de localización de componentes en celda flexible y controles de calidad de producto.
Alcanzar una trazabilidad unitaria del 100% de la producción, asociando a cada producto toda la información relativa a las distintas etapas de fabricación desde el parque de maderas.
Investigar y desarrollar nuevas tecnologías que posibiliten en el futuro despliegue industrial de las mismas mejorar las capacidades de las líneas de aserradero, derivado de la integración de sistema robotizados flexibles que permiten adaptar sistemas en tiempo real al producto natural, empleando para ello la combinación de dispositivos de sensorización.
Garantizar un proceso competitivo y eficiente en el uso de recursos, que aumente la productividad y reduzca los costes operativos en escenarios multireferencia.
Obtener sistemas que permitan tomar decisiones más rápidas e inteligentes, al mismo tiempo que permite reducir el impacto de la variabilidad generada al aumentar la diversidad de producto en menor tiempo.
Mejorar la productividad en líneas de aserradero en más de un 20% en la futura industrialización de las tecnologías desarrolladas. Esto se debe al incremento en la fiabilidad en los procesos de apilado/desapilado y paquetizado. El incremento en la fiabilidad deriva del uso de sistema flexibles, siendo menos sensibles a fallos de funcionamiento en la manipulación de madera natural.
Aumentar la valoración de los residuos del aserradero, permitiendo el uso y reutilización de rastreles en procesos robotizados de apilado/desapilado.
Mejorar el sector de la madera gracias a la penetración de la tecnología robótica en líneas flexibles de producción orientada a procesos de aserradero.
Abordar de forma pionera en España, el desarrollo de plantas de aserradero de mayor eficiencia y nuevos modelos productivos que permitirán dotar al mercado español de un nuevo proceso propio que potenciará la capacidad exportadora del país.
Impulsar a la industria española en el sector de transformación de la madera, situando a Finsa en una posición ventajosa en el mercado.
OBJETIVOS OPERATIVOS
Estudiar, caracterizar y definir los requisitos funcionales que tendrá la línea de aserradero mediante la validación de las tecnologías inicialmente seleccionadas.
Investigar y desarrollar sistemas de control de alto nivel que permitan integrar sistemas productivos multietapa de aserradero con los sistemas de gestión.
Investigar y desarrollar sistemas de monitorización basados en visión artificial que permitan incrementar la flexibilidad de las líneas y de los modelos de producción en el aserradero.
Investigar y desarrollar sistemas de manipulación flexibles orientados a la manipulación de rastreles que permitan reducir las tareas de reconfiguración de las líneas y de los modelos de producción.
Investigar y desarrollar nuevos sistemas de trazabilidad en aserradero que permitan incrementar la información del producto durante la manipulación en las líneas de transformación de madera.
Investigar y desarrollar sistemas de programación alto nivel para la visualización de datos de proceso/producto. Desarrollo de un gemelo digital asociado al aserradero.
Validar la funcionalidad de cada uno de los desarrollos llevados a cabo mediante el uso de pilotos de validación de tecnología.
Escalar a nivel industrial las tecnologías desarrolladas. Validación en demostradores sometidos a condiciones de proceso real.
Piloto demostrador “Sistemas robotizados flexibles orientados a madera natural”
Se desarrollará un piloto de laboratorio para validar la detección de los rastreles y su manipulación:
- Validación del sistema de localización 3D: Se utilizará un cestón con los rastreles dispuestos del mismo modo que se encuentran en las instalaciones de Finsa. Las cámaras elegidas se colocarán convenientemente para obtener una imagen completa de todo el cestón.
- Validación del picking y posicionado de los rastreles. Dos robots con accesibilidad al cestón recibirán la posición exacta del rastrel a extraer. Ambos robots deberán sincronizarse para extraer los rastreles y colocarlos de forma ordenada en una mesa de transición. Se estudiarán diferentes modos de llevar los rastreles a las zonas más alejadas.
- Validación del picking de varios rastreles. Se utilizará un robot más grande y de mayor alcance para coger los cinco rastreles en posición y poder colocarlos en la zona que simulará las tablas.
Piloto demostrador “Desarrollo de sistemas de control de calidad basados en sistemas de visión artificial avanzados”
Una vez recogidos los datos y entrenado un modelo, se puede empezar a evaluar su rendimiento,
siendo este el objetivo de este demostrador. A partir de este momento se entra en la fase de
inferencia, donde el algoritmo inferirá en las nuevas imágenes si un rastrel se puede reutilizar.
Las métricas utilizadas en esta evaluación son específicas para el sector de la madera, con lo que
serán necesarias muchas pruebas para una mayor comprensión del problema y explorar una
amplia variedad de métricas para evaluar la eficacia del algoritmo.
También se ensayarán los algoritmos de reconocimiento de defectos provocándolos sobre los
rastreles con el objetivo de comprobar la robustez del sistema.
En este punto de evaluación del modelo puede llegar a ocurrir que no se lleguen a los resultados
esperados, iterando con cambio de parámetros, nuevos algoritmos.
Una vez que los resultados sean los esperados, el sistema estará listo para generar predicciones
sobre los rastreles en un entorno real en Finsa , utilizando datos no analizados en esta fase.
Además, el modelo estará preparado para alimentarse continuamente con nuevos datasets o
nuevos problemas o defectos detectados en los rastreles.
Piloto demostrador “Desarrollo de trazabilidad unitaria asada en blockchain orientado a madera natural”
Como objetivo clave dentro de este demostrador se pretender llevar una trazabilidad del
producto a lo largo de toda la cadena de valor del sector maderero, desde el monte al usuario,
aplicando la tecnología Blockchain para asegurar todos los estándares de seguridad y fiabilidad
además de la optimización en términos de tiempo, materiales y costes.
Esta tarea se centrará en implementar tecnologías existentes para el marcado de cada producto
en cada una de las fases del proceso. Se valorarán tecnologías de marcado alfanumérico o QR en
base a técnicas de inyección de tinta o láser, que pueden ser aplicadas directamente sobre
producto o mediante la utilización de etiquetas. Así mismo, también se validarán otrastecnologías basadas en la identificación por radiofrecuencia (RFID).
Se aplicará una primera etiqueta (o tag) en el árbol con la información necesaria: fecha de
marcado del árbol o punto GPS del árbol. En la fase de corte, se aplicarán nuevas etiquetas
adicionales por cada tronco. Cada nueva etiqueta estará asociada de forma exclusiva al árbol y a
la información aplicada en la primera fase y que añadirá nuevos datos: fecha de corte, longitud…
Esta aplicación permitirá en posteriores fases (apilamiento, transporte, almacenamiento…)
comprobar los flujos y orientar la producción, así como tener localizados los troncos en cada
momento.
Financiera Maderera, S.A.
Carretera N-550 km 57Aptdo. 127
15707 Santiago de Compostela
Coruña
España
Tel.: +34 981 05 00 00
Fax: +34 981 05 07 00
e-mail: finsa@finsa.es