Pasar al contenido principal Haga clic para ver nuestra Declaración de accesibilidad o póngase en contacto con nosotros si tiene alguna pregunta relacionada con la accesibilidad.
Woman in a hard hat in a warehouse, using a tablet

Fabricación inteligente: Coordinar su respuesta ante los cambios de que se presentan

Conclusiones

Icon graphic of a magnifying glass
  • La fabricación inteligente implementada con sistemas ciberfísicos mejora la agilidad y eficiencia operativa, a la vez que impulsa la innovación.

  • La correcta implementación de la fabricación inteligente requiere la alineación en toda su empresa, cadena de suministro y clientes.

  • Una plataforma de fabricación inteligente incrementa significativamente los datos que hay que integrar, gestionar y compartir con precisión, de forma rápida y descentralizada.

Perspectivas

«¿Por qué enviar átomos cuando puede transmitir bits?»

Nicholas Negroponte, cofundador de MIT Media Lab y primer inversor en la revista WIRED, planteó esa pregunta en su best-seller de 1995, El Mundo Digital. En esa época, Blockbuster alquilaba cintas de vídeo (átomos) en sus 9100 tiendas de todo el mundo. Hoy en día, la empresa ya no existe y Netflix, que en un principio enviaba por correo CD a sus clientes, se adaptó a la digitalización del mercado, y ahora transmite bits y tiene un valor de 223 mil millones de dólares.

Aunque es poco probable que su sector siga el camino de las cintas de vídeo, la pandemia demuestra que en cualquier momento se pueden producir cambios drásticos en la demanda de sus productos. Con estos vaivenes surge la necesidad de una combinación ágil de recursos digitales y físicos que es ahora un requisito previo para el éxito.

Independientemente de lo que produzca, todos los elementos de su actividad que puedan digitalizarse deben hacerse digitales. Únicamente así se pueden transmitir bits interna y externamente, utilizando sistemas ciberfísicos para convertir los bits en átomos en el momento, el lugar y las cantidades necesarias.

Según el National Institute for Standards and Technology (NIST), «Los sistemas ciberfísicos (CPS, por sus siglas en inglés) incluyen componentes digitales, analógicos, físicos y humanos que interactúan entre sí y se han diseñado para funcionar a través de la física y la lógica integradas. Estos sistemas proporcionarán la base de nuestra infraestructura esencial, formarán la base de los servicios inteligentes emergentes y futuros y mejorarán nuestra calidad de vida en muchas áreas».1 A su vez, la tecnología de ingeniería (ET), la tecnología operacional (OT) y la tecnología de la información (TI) forman la base de los CPS:

  • La ET se encarga del diseño, fabricación o compra de los equipos y sistemas que utiliza en sus fábricas

  • El hardware y el software de OT detectan o generan ajustes en la fabricación mediante la supervisión o el control directo del equipo, procesos y eventos

  • El software de TI integra los datos generados por los sistemas de producción en sus plataformas de gestión empresarial y financiera

Pero, ¿cómo gestionar los requisitos informáticos y de almacenamiento resultantes? Con más de 100 millones de usuarios en todo el mundo que ven 125 millones de horas de programas de televisión y películas cada día, Netflix utiliza Amazon Web Services (AWS) para casi todas sus necesidades de informática y almacenamiento, aprovechando más de 100 000 instancias del servidor en AWS.2  El acceso a activos informáticos elásticos significa que Netflix ha convertido sus requisitos de hardware de TI de costes de capital a gastos operativos. Aunque sus necesidades de TI no sean tan enormes como las de Netflix, todavía puede resultar necesario un servicio de infraestructura y plataforma en la nube.

Del mismo modo, los proveedores de tecnología de impresión en 3D y las empresas de impresión que ofrecen servicios gestionados pueden satisfacer sus necesidades relativas al equipo de fabricación. Los clientes aprovechan los servicios de los proveedores cuando tienen limitaciones de capacidad, accediendo a la elasticidad de producción necesaria para superar el déficit de producción de impresión en 3D. Sin embargo, la peor situación es cuando las condiciones no se anticipan, con el consiguiente impacto negativo sobre sus clientes. La fabricación inteligente le proporciona los medios necesarios para sintetizar sus sistemas ciberfísicos de manera que mejoren sus operaciones y le alerten de los cambios en los factores de la oferta y la demanda.

¿Qué es la fabricación inteligente?

La fabricación inteligente es la fusión de tecnologías de ingeniería, operativas e informáticas para recopilar, analizar y presentar datos de rendimiento para la toma de decisiones automatizadas o humanas que se ajusten a las condiciones cambiantes de fábricas, cadenas de suministro o mercados.

Las fábricas implementan la fabricación inteligente empleando tecnologías ciberfísicas para mejorar la agilidad y eficiencia operativas, a la vez que se impulsa la innovación. Los datos en tiempo real sobre el rendimiento de sus sistemas analizados con técnicas de inteligencia artificial (IA) le permiten coreografiar al personal, los procesos de producción y los recursos de la cadena de suministro. La analítica, sumada a una visión consolidada en todas sus instalaciones de fabricación, optimiza la toma de decisiones en el país y en el extranjero.

La flexibilidad de la maquinaria y los procesos de montaje permiten tomar decisiones de última hora sobre cuándo, dónde y cuántos artículos producir. Si bien la producción de gran volumen con maquinaria especializada, como el equipo de moldeo por inyección, no desaparecerá, está pasando a primer plano la fabricación de pequeñas cantidades y artículos personalizados mediante la impresión en 3D. Por ejemplo, Heineken utiliza impresoras 3D para producir equipos personalizados de seguridad, mantenimiento y control de calidad, imprimir piezas de repuesto y optimizar sus líneas de fabricación. Una plataforma de fabricación inteligente destaca las áreas en las que puede mejorar la eficiencia de su operación, reducir los costes y responder a los vaivenes de la demanda.

Potencial de la fabricación inteligente

Sin duda, su organización está digitalizada hasta cierto punto, utilizando esquemas CAD de productos y piezas, facturas digitales de materiales, pedidos en línea y mucho más. Pero cuando se trata de la fabricación, el software que gestiona el funcionamiento a menudo no está integrado con las plataformas empresariales. Las deficiencias resultantes repercuten negativamente sobre el tiempo y coste necesarios para producir sus productos. La integración ciberfísica de la fabricación inteligente le ayuda a superar esas limitaciones.

El acceso a datos de producción relevantes e indispensables permite evaluar y diagnosticar en tiempo real el comportamiento y las tendencias de su fábrica. Cuando se combina con sistemas de producción flexibles, el resultado es una capacidad de respuesta de fabricación ágil que de otro modo sería difícil de lograr, si no imposible. Por ejemplo, la realidad aumentada emplea versiones digitales de equipos y sistemas para que aparezcan en la pantalla de la tableta o del casco de un trabajador de mantenimiento. El trabajador ve la información relevante, incluidos los pasos de solución de problemas, cuando mira el equipo correspondiente. Del mismo modo, la impresión 3D permite la sustitución rápida de las piezas rotas para las que no hay repuestos o no se dispone de ellos fácilmente. Su empleado puede escanear la pieza dañada, crear un archivo CAD y producir el componente decisivo con una impresora 3D.

La investigación de Ernst &Young, que apoya las iniciativas de fabricación inteligente en todo el mundo, reveló que sus clientes han experimentado:3

  • Un incremento del 15 % en la eficacia general del equipo

  • Un aumento del 20 % en la capacidad de fabricación

  • Una reducción del 35 % del tiempo de inactividad no planificado

  • Una mejora del 45 al 80 % en el compromiso de los empleados

  • Una reducción de entre el 25 y el 40 % de los costes de energía, mantenimiento, logística y materiales

Tales mejoras no se limitan a la fábrica, sino que se refieren al desarrollo de nuevos productos y al tiempo necesario para su comercialización. Smart Manufacturing Leadership Coalition concluyó que las fábricas inteligentes experimentan una reducción del 75 % en el coste de implementación del modelado y la simulación y una reducción del 40 % en los tiempos de ciclo. La digitalización resulta fundamental para mejorar sus procesos productivos físicos.

La fabricación inteligente se ve reforzada por la existencia de gemelos digitales que gestionan, supervisan y mantienen las máquinas y los procesos de producción. Los gemelos digitales son una simulación del comportamiento físico y digital de sus operaciones de producción, incluidos el rendimiento de la máquina y del producto, el rendimiento del operario, los objetivos de calidad y resultados, el cumplimiento de la seguridad, la programación y el uso. Aaron Frankel, vicepresidente de Siemens para la fabricación de aditivos, señala que un gemelo digital completo le permite diseñar, realizar y optimizar su entorno de fabricación:

  • Producto (elementos de diseño incluidos elementos mecánicos, electrónicos y de software)

  • Proceso de fabricación (representa los pasos, planes de montaje de los componentes principales)

  • Sistema y línea de producción (lista de equipos, diseño)

  • Operación de producción (paquete técnico para gestionar la producción de conjuntos y subconjuntos de componentes)

  • Rendimiento del producto (comprender cómo se ha comportado el artículo en su entorno operativo)

Un gemelo digital integral facilita su análisis de los sistemas actuales y optimiza esas operaciones para anticiparse a las exigencias futuras del mercado.

Impedimentos para la fabricación inteligente

La digitalización es necesaria en todos los sectores y resulta especialmente fundamental para la industria aeroespacial, de dispositivos médicos y otros sectores que exigen tolerancias estrictas y una baja tasa de fallos. Las certificaciones de procesos, los resultados de las pruebas y la trazabilidad de sus productos deben proporcionarse al cliente hoy y estar disponibles muchos años después, si no décadas, independiente de si se han fabricado mediante tecnologías de impresión convencionales o 3D. Se deben emplear técnicas de inteligencia artificial para analizar el estado actual de sus operaciones y catalogar y posteriormente recuperar datos para volver a hacer pedidos o rastrear productos.

Sin embargo, como probablemente haya podido comprobar de primera mano, las operaciones de fabricación no modernizan sus sistemas con la misma frecuencia que los negocios. Los directores de operaciones son reacios a los riesgos, y con razón, al no querer alterar un proceso que produce productos a un coste y calidad aceptables. Disponen de fondos limitados para invertir en cualquier otra cosa que no sea equipo de producción, lo que dificulta la implementación de una plataforma de fabricación inteligente. El resultado es una combinación de maquinaria que emplea conjuntos de datos y formatos exclusivos, a menudo incompatibles. Sin embargo, la correcta implementación de la fabricación inteligente requiere previsión estratégica e inversión en toda su empresa y cadena de suministro.

Un impedimento potencial significativo es que una plataforma de fabricación inteligente emplea una cantidad considerable de datos que deben ser integrados, gestionados y compartidos con precisión de manera oportuna y centralizada. Sin embargo, si su organización es la típica de muchos fabricantes, las distintas unidades de negocios habrán implementado los sistemas, cada uno con sus propias terminología, prioridades y partes interesadas. Acabar con la torre de Babel de los sistemas que no se comunican bien o rápidamente es una tarea difícil, a menudo de carácter político, que hay que llevar a cabo para que tenga éxito su iniciativa de fabricación inteligente.

Recomendaciones

Veinticinco años después del trabajo precursor de Nicholas Negroponte, la digitalización existe en todos los sectores de la producción. Ejecute estas recomendaciones para asegurarse de que su organización se beneficie de ser digital:

  • Audite sus sistemas digitales, físicos y humanos para determinar si generan toda la información completa y en tiempo real necesaria para respaldar una operación de fabricación dinámica

  • Extraiga datos complejos y genere análisis significativos que apoyen la toma de decisiones estratégicas en tiempo real mediante el uso de técnicas de inteligencia artificial

  • Desarrolle una capacidad de fabricación ágil y adaptable mediante la ejecución de sistemas digitales flexibles y procesos físicos en una sola línea de montaje o dentro de una fábrica al principio, mientras planifica su uso posterior en distintas fábricas

  • Implemente una plataforma de fabricación inteligente que coordine los requisitos de suministro y producción con una fabricación ágil que aproveche la impresión 3D para obtener ganancias rápidas y una producción localizada

Pete Basiliere

Pete Basiliere nos presenta una perspectiva basada en la investigación de hardware, software y materiales de impresión digital e impresión 3D, prácticas recomendadas, estrategias de comercialización y tendencias tecnológicas. Antes de fundar Monadnock Insights, Pete fue once años vicepresidente de investigación de Gartner, una empresa dedicada a la fabricación aditiva. Puede consultar la biografía completa de Pete.

1. Instituto Nacional de Normas y Tecnología, EE. UU. Departamento de Comercio; https://www.nist.gov/el/cyber-physical-systems

2. Netflix en AWS; https://aws.amazon.com/solutions/case-studies/netflix/

3. Cómo la fábrica inteligente puede hacer que su negocio sea más inteligente; https://www.ey.com/en_gl/alliances/how-the-smart-factory-can-make-your-shop-floor-smarter

4. Smart Manufacturing Leadership Coalition; https://smartmanufacturingleadershipcoalition.org

Innovación Xerox

Vea cómo algunas de las mentes más brillantes del planeta se reúnen en nuestros centros de investigación en todo el mundo para mejorar el futuro del trabajo.

3D Printer on a desk

Dando forma al futuro de la fabricación

Las complejas cadenas de suministro internacionales dejan a los fabricantes y a sus clientes vulnerables ante los riesgos externos. Xerox presenta una solución de impresión 3D con metal líquido para poder llevar su cadena de suministro a casa.

Artículos relacionados

Compartir