Robótica a medida: del prototipo a la serie pequeña

No todo problema tiene un producto en el catálogo. Un sensor que tiene que caber en un lugar que ningún catálogo contempla, un carro que recorre una línea de producción específica, un registrador que lee un equipo antiguo y envía el dato a la nube: eso es un proyecto por encargo. Es lo que hacemos cuando el cliente llega con el problema y no con la orden de compra.

Este artículo explica cómo avanza un proyecto así, etapa por etapa, qué exige de quien lo contrata y dónde suele atrasarse. Sirve para quien está decidiendo si vale la pena encargarlo.

Primero: ¿tiene que ser a medida?

La pregunta honesta va antes del presupuesto. Si existe un producto listo que resuelve el 90% del problema, el costo de desarrollar el 10% restante rara vez compensa. Un proyecto a medida se justifica cuando:

• el ambiente es hostil o inusual (polvo, agua, vibración, temperatura, espacio);
• el equipo que hay que leer no tiene interfaz abierta;
• el volumen es demasiado pequeño para interesar a un gran fabricante y demasiado grande para una solución improvisada;
• la integración con el resto (plataforma, ERP, automatización) es parte esencial del problema.

Cuando ese es el caso, el proyecto sigue las etapas de abajo.

1. Levantamiento

Visita al sitio, conversación con quien opera, medición de lo que existe. De aquí sale un documento de requisitos: qué hace el sistema, en qué condiciones, con qué precisión, cuánto tiempo funciona con batería, cómo se comunica, quién usa la interfaz y qué pasa cuando falla. Es la etapa más barata y la que más retrabajo evita. El proyecto que se salta el levantamiento lo paga en la fábrica.

2. Concepto y arquitectura

Elección de las piezas grandes: procesador o microcontrolador, sensores, actuadores, radio (celular, satélite, LoRa, Wi-Fi), alimentación, gabinete. Aquí también se decide qué se hace en casa y qué se compra listo. Un módulo de radio ya certificado, por ejemplo, ahorra meses de certificación.

3. Mecánica

Modelado 3D de la estructura, del gabinete y de las fijaciones; elección de materiales y del grado de protección (IP, según la IEC 60529); simulación de lo necesario (esfuerzos, calor). Los prototipos salen de impresión 3D y mecanizado; la serie pequeña, de chapa plegada, mecanizado o un molde sencillo.

4. Electrónica

Esquemático, placa de circuito impreso, elección de componentes con disponibilidad garantizada (un componente que se descontinúa a mitad del proyecto es un problema clásico). Primera tanda de placas, montaje, pruebas de banco, correcciones. Suelen hacer falta dos o tres revisiones de placa hasta llegar a la versión de serie.

5. Firmware

El programa que corre en el equipo: lectura de los sensores, control de los actuadores, comunicación, ahorro de energía, almacenamiento local cuando cae la red y actualización remota para no tener que ir al campo a corregir. Cuando el equipo se comunica con nuestra plataforma, usa la API o el protocolo propio (DF-1, sobre UDP), que ya resuelve la autenticación y la cola de envío.

6. Interfaz

Lo que ve el usuario: panel en la plataforma, aplicación, display en el equipo o nada más que una alerta por WhatsApp. Se define temprano, porque cambia lo que el firmware necesita enviar.

7. Pruebas y certificación

• Pruebas de campo en el ambiente real, durante el tiempo suficiente para ver el defecto que no aparece en el banco.
• Certificación de radio en cada mercado donde se vaya a vender el producto: por ejemplo, la autorización de la FCC en Estados Unidos y el marcado CE según la Directiva de Equipos Radioeléctricos (RED) en la Unión Europea. Usar un módulo de radio ya certificado simplifica, pero el producto final igual pasa por evaluación.
• Seguridad eléctrica y compatibilidad electromagnética, según el producto y el uso.

8. Serie pequeña

De decenas a algunos cientos de unidades. De aquí sale un dossier de fabricación: archivos de placa, lista de materiales, procedimiento de montaje y de prueba, embalaje. Cada unidad pasa por una prueba automática antes de salir. Una serie pequeña es distinta de un prototipo repetido: exige que la prueba sea reproducible y que la pieza que falte tenga un sustituto previsto.

Lo que el cliente debe aportar

• El problema, no la solución. “Necesito saber cuándo se detiene este equipo” es mejor que “quiero un sensor de tal modelo”.
• Acceso al sitio y al equipo, para el levantamiento y para las pruebas.
• Una persona de referencia que responda dudas y valide las etapas.
• Volumen esperado y horizonte: 5 unidades para una planta son un proyecto; 300 para una red de distribuidores son otro.
• Restricciones: plazo real, presupuesto aproximado, normas del sector, integración obligatoria con sistemas existentes.

Plazos, con honestidad

El levantamiento y el concepto llevan semanas. Un prototipo funcional, entre electrónica, mecánica y firmware, lleva meses, y la primera versión rara vez es la última. La certificación tiene su propio calendario, el del laboratorio y el del organismo certificador, que no depende de nosotros. La serie pequeña, con el dossier listo, es la etapa más previsible.

Lo que más atrasa, según nuestra experiencia: requisitos que cambian después de terminada la placa, un componente que deja de estar disponible y una prueba de campo demasiado corta.

Qué hacer ahora

1. Escriba el problema en una página: qué, dónde, con qué frecuencia y qué pasa hoy cuando falla.
2. Haga una lista de lo que ya existe en el sitio y se puede aprovechar.
3. Traiga eso a una conversación de levantamiento. De la conversación sale un alcance, y del alcance, un presupuesto por etapa.

Si quiere conversar sobre un proyecto, hable con uno de nuestros ingenieros.

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Fuentes: IEC 60529 (grados de protección proporcionados por las envolventes, código IP).