La digitalización de la manufactura: qué esperar en los próximos 5 años

Cuando la gente habla de la digitalización de la fabricación, a menudo pasa por alto el hecho de que la mayoría de los fabricantes ya tienen muchos componentes digitales instalados.

Excel ha reemplazado las hojas de cálculo en papel. Los dibujos CAD en 3D han reemplazado a los modelos de arcilla. Los ingenieros envían dibujos al suelo a través de una tableta, en lugar de colocar un libro en el taller. La mayoría de las líneas de producción contienen una cantidad significativa de procesos automatizados.

Pero, ¿qué pasa cuando vas más lejos?

Los ejemplos anteriores simplemente digitalizan los procesos existentes. No los transforman en nada fundamentalmente diferente de lo que eran hace diez, veinte o incluso treinta años.

Ahora, gracias a la presión de los consumidores, las nuevas regulaciones y los avances tecnológicos, algunos fabricantes están cambiando el panorama del sector manufacturero: transformación digital en lugar de solo digitalización. Y, impulsadas por la necesidad de mantenerse al día con estos nuevos "campeones digitales", otras empresas están siguiendo rápidamente su ejemplo.

Las nuevas tecnologías que apoyan esto, que se centran en la interconectividad, el autocontrol y una mayor automatización, se conocen colectivamente como "Industria 4.0". Es posible que ya haya oído hablar de algunos de ellos e incluso puede que haya comenzado a implementar algunos de ellos en sus procesos.

Sin embargo, a medida que la tecnología avanza y una mayor parte se vuelve accesible para una gama más amplia de organizaciones, es esencial seguir impulsando los esfuerzos de digitalización.

Mirar hacia el futuro.

Esté atento a los desarrollos en el horizonte.

Tenga un plan de inversión tecnológica estratégica y configure sus procesos para poder adaptarse cuando sea el momento adecuado.

En este momento, la fabricación se encuentra en un punto de inflexión. Los horizontes se han expandido más rápidamente y de manera más extensa de lo que nadie podría haber imaginado, incluso hace apenas diez años. Es probable que los fabricantes que actúen con decisión se adelanten a la competencia.

¿Por qué es tan importante la digitalización de la fabricación y por qué digitalizar ahora?

En un nivel básico, la digitalización ofrece los siguientes beneficios

• Reducción de costos: completa el mismo proceso con menos horas de trabajo y / o menos personal
• Mayor eficiencia operativa: crea más productos en la misma cantidad de tiempo, con menos recursos desperdiciados y menos horas de trabajo.
• Reducción de errores humanos: reduce la pérdida de dinero por errores humanos, como errores del operador, artículos dañados o pérdida de datos.
  

Estos beneficios no son nuevos. Los fabricantes han estado utilizando alguna forma de automatización para reducir costos y aumentar la productividad desde los albores de la era de las computadoras, allá por los años 50. Entonces, ¿qué ha cambiado y por qué la digitalización es más importante que nunca para el sector?

Se trata de conectividad.

Una inversión estratégica bien planificada en tecnologías de Conexión Industrial de Internet de las Cosas (Industrial Internet of Things "IIoT"), como el aprendizaje de máquina a máquina y el mantenimiento predictivo, no solo mejora los beneficios anteriores, sino que abre una forma de operar completamente diferente para los fabricantes.

Las empresas conectadas producen y procesan muchísimos más datos de los que los humanos podrían imaginarse. Gracias a los avances en la tecnología de inteligencia artificial conectiva, sus máquinas ahora pueden recopilar, procesar y compartir esos datos con otras máquinas sin ninguna intervención humana.

La digitalización de la fabricación y el ideal de la "fábrica inteligente"

Si sus activos pueden almacenar datos sobre su propio desempeño y comunicarlo entre sí, pueden comenzar a optimizar varios procesos sin participación humana.

Las ramificaciones de esto son enormes. Si sus productos deben fabricarse dentro de restricciones ambientales particulares, los sensores conectados podrían monitorear esto y ajustarlos donde sea necesario. Los activos pueden utilizar sus propios datos de rendimiento para programar su propio mantenimiento, de modo que usted gaste menos en piezas de repuesto y funcionen de la mejor manera durante más tiempo. La IA podría ejecutar procesos clave de fábrica, manteniendo el tiempo de reajuste y restablecimiento al mínimo.

¿Qué pasaría si, en lugar de solucionar los fallos de producción, sus ingenieros pudieran dejar esto en manos de las máquinas y dedicar su tiempo a la investigación y el desarrollo de nuevos productos?

¿Qué pasaría si pudiera reinvertir los ahorros obtenidos en el mantenimiento de máquinas en áreas estratégicamente útiles de su negocio, como atraer a los mejores talentos o expandirse a nuevos mercados?

La digitalización le da la libertad de reinvertir el tiempo y los recursos humanos en otros lugares.

Un nuevo modelo de funcionamiento para un mundo que cambia rápidamente

A medida que nuestro enfoque colectivo se vuelve hacia la sostenibilidad, la digitalización industrial puede ayudar dramáticamente a pavimentar un futuro más verde utilizando tecnologías conectadas.

A medida que aumentan las preocupaciones sobre nuestro enfoque lineal actual de fabricación (y las ineficiencias y el desperdicio que conlleva), las organizaciones han estado buscando formas de implementar un enfoque más circular para el diseño y la fabricación de productos. Esto incluye modelos comerciales como remanufactura, arrendamiento, gestión de activos y rentabilidad incentivada.

La inversión en tecnologías IIoT, y la conectividad que ofrecen a cambio, las hace significativamente más fáciles de lograr de dos maneras:

• Los activos de autocontrol reducen las averías. Esto reduce el desperdicio causado por la ineficiencia de la máquina y la necesidad de piezas de repuesto (y las extensas operaciones logísticas, a menudo con muchas emisiones, necesarias para suministrarlas).
• Los sensores integrados en los productos mismos pueden aumentar la eficiencia y generar datos del producto que se utilizan para mejorar el diseño y marcar las reparaciones del equipo. Fabrica menos productos, pero cambia su modelo de negocio al servicio postventa y al mantenimiento.
  

Además de ser algo inherentemente bueno, implementar formas de operación más sostenibles le hará ganar el favor entre los consumidores cada vez más conscientes del medio ambiente: más de la mitad de todos los consumidores digitales ahora dicen que las preocupaciones ambientales afectan sus decisiones de compra. Un beneficio indirecto de la digitalización de sus operaciones de fabricación es que puede aprovechar esta tendencia de consumo. Si sus productos se fabrican mediante procesos más limpios y al mismo tiempo son conscientes del uso de recursos y el reciclaje, eso es un gran atractivo: ¡utilícelo para su beneficio!

¿Qué oportunidades existen para la digitalización de la fabricación durante los próximos cinco años?

Es posible que en este momento no se pueda lograr una fábrica inteligente que permita una economía completamente circular y perfectamente conectada. Pero con las tecnologías IIoT desarrollándose rápidamente y alcanzando un precio accesible para una amplia gama de fabricantes, no está tan lejos como cabría esperar.

Entonces, si desea comenzar (o continuar) a digitalizar sus operaciones de fabricación, ¿dónde es mejor concentrarse para comenzar a ver beneficios más inmediatos? Un buen porcentaje de sus procesos clave ya están automatizados, entonces, ¿qué sigue?

Si está buscando llevar las cosas al siguiente nivel, estas son las áreas a las que debería considerar mudarse.

Inversión / desarrollo continuo de IIoT

En gran medida, cierto nivel de adopción de IoT es ahora la norma para los fabricantes.

La Encuesta sobre Internet de las cosas de PwC de 2019 sugiere que el 81% de los fabricantes ya han aplicado IoT para aumentar la eficiencia operativa y el 68% planea aumentar su inversión en los próximos dos años.

Esto significa que si está trabajando sin IoT implementado en su organización, es probable que se quede más atrás en los próximos cinco años sin algún tipo de inversión, ya que sus competidores utilizan los beneficios de la conectividad para salir adelante. Si se encuentra en esta posición, ahora es el momento de actuar.

Y, si ya tiene alguna forma de IoT implementada en su organización, por ejemplo, tecnología portátil para el personal de su almacén o sensores GPS para rastrear su flota logística o envíos de productos, ahora hay más posibilidades de expansión que nunca.

Podrías considerar:

• Mantenimiento predictivo: el primer paso para realizar el ideal de "fábrica inteligente" es invertir en activos de fábrica que puedan iniciar su propio mantenimiento una vez que el rendimiento comience a decaer. Esto podría ser mediante la activación de una alerta para un operador o, en casos más avanzados, programando automáticamente las reparaciones y solicitando sus propias piezas de repuesto.
  

• Monitoreo remoto: habilitar sus activos con sensores significa que puede monitorear el rendimiento de sus máquinas (o en algunos casos, el rendimiento de toda su instalación) sin tener que estar allí. Luego, los ingenieros pueden ajustar el rendimiento, lo que puede ahorrar importantes sumas de personal para instalaciones remotas o reducir la cantidad de personal que necesita para administrar varias instalaciones.
  

• Diseño y desarrollo de productos habilitados para IoT: agregar sensores a sus productos permite a sus diseñadores de productos ver cómo funcionan en tiempo real, de modo que puedan implementar mejoras de diseño iterativas y específicas más rápido que nunca.
  

• Robótica: los robots liberan a su fuerza laboral de las tareas manuales para que pueda redistribuir al personal en una capacidad más estratégica. Es probable que ya tenga algún tipo de robótica trabajando en su fábrica o almacén. Ahora, gracias a una mayor disponibilidad, los avances en la tecnología de inteligencia artificial y los fabricantes de la industria que crean productos específicamente para integrarse con robots habilitados para IoT, puede aprovechar sus beneficios de productividad aún más.

Realidad Aumentada

Si bien muchos casos de uso de realidad aumentada (RA), como dispositivos portátiles y dispositivos inteligentes, se pueden clasificar en la sección IIoT anterior, vale la pena dedicar un poco más de tiempo a explorar aquí.

Eso es porque la RA está a punto de llegar a lo grande. Las predicciones sugieren una expansión espectacular del mercado a $ 198 mil millones en 2025, desde una base de $ 1.8 mil millones en 2018.

La RA coloca los objetos y entornos generados por computadora sobre configuraciones del mundo real mediante el uso de tecnología de video. Es posible que ya haya visto cómo funciona esto en un par de entornos que no son de fabricación:

• Con el crecimiento de las tendencias hacia las compras en línea gracias en parte a la pandemia de Covid-19, los minoristas en particular están utilizando RA para ayudar a los clientes a tomar una decisión de compra. La aplicación RA de IKEA ayuda a los clientes a visualizar un mueble en su hogar al vincularlo con la cámara de video de su dispositivo.
  

• La RA se utiliza en un número creciente de videojuegos para una experiencia inmersiva, como Pokemon Go.
  

Las organizaciones se están dando cuenta rápidamente de las oportunidades que ofrece la RA en un entorno de fabricación. El ejemplo clásico aquí es el uso de lentes inteligentes para acelerar los procesos logísticos: el personal de su almacén puede usarlos para recibir y recoger pedidos más rápidamente utilizando mapas e indicaciones en pantalla. En almacenes grandes, esto ahorra un tiempo significativo en viajes a una estación específica cada vez para registrar pedidos completados y recoger nuevos, de modo que procesa más pedidos cada día.

Ahora, sin embargo, los fabricantes de vanguardia ven su potencial mucho más allá de la cadena de suministro.

Diseño y desarrollo de producto

Considere cuánto más eficazmente puede diseñar nuevos productos usando CAD que usando modelos tradicionales. La RA aumenta aún más esos beneficios de productividad, lo que permite a los diseñadores probar de forma iterativa múltiples variaciones de un producto en un entorno de realidad aumentada en lugar de depender de prototipos físicos.

Esto significa que:

• Puede probar sus diseños a un costo muy reducido porque no necesita invertir en materiales para construir prototipos físicos en etapa inicial.
  

• Puede explorar cómo se comportaría un diseño en la vida real utilizando un entorno de RA. Anteriormente, era extremadamente difícil para los diseñadores determinar cómo se comportaría un diseño sin construir un prototipo. Ahora, los diseñadores pueden experimentar con productos en realidades simuladas para mejorar la funcionalidad de sus primeros prototipos físicos.
  

Si combina la RA con los avances en la impresión 3D, puede diseñar, crear y probar prototipos físicos viables más rápido y más barato que nunca, una ventaja útil si desea tener la capacidad de escalar rápidamente y superar a los competidores en el mercado.

Montaje

Para crear un producto particularmente complejo, es probable que sus técnicos tengan acceso a diagramas, esquemas y computadoras portátiles. Esto significa que, para obtener la información que necesitan para completar el trabajo, deben mirar hacia otro lado constantemente para consultar estas instrucciones.

¿Por qué no facilitarles las cosas eliminando esta necesidad, liberando las manos y proporcionando exactamente las instrucciones correctas que necesitan en un momento determinado?

Eso es exactamente lo que la fabricación de aviones Boeing de peso pesado ha hecho por sus técnicos de cableado. A través de una combinación de Google Glass y Skylight, los técnicos de Boeing reciben instrucciones exactamente cuando las necesitan a través de sus lentes y pueden usar comandos de voz para mostrar instrucciones en pantalla. Mientras tanto, la tecnología de seguimiento de cabeza y las cámaras Google Glass ayudan a identificar y confirmar el inventario de cableado.

¿El resultado? Una reducción masiva del 25% en el tiempo de cableado y una tasa de error de prácticamente cero, un resultado que podría colocar a Boeing considerablemente por delante de empresas comparables si implementan la práctica en toda la empresa.

_{Fuente: https://www.tivix.com/blog/digitization-of-manufacturing}

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