Si hablamos de industria 4.0 hacemos referencia a un grupo selecto de empresas que ha conseguido digitalizar sus procesos de fabricación después de viajes complejos y a menudo poco satisfactorios.
Es cierto que aquellos que lo han conseguido han observado un valor significativo en los datos y la analítica, la IA y el aprendizaje automático. Sin embargo, la gran mayoría sigue atascada en el purgatorio de los pilotos, luchando por capturar todo el potencial de sus esfuerzos de transformación o por ofrecer un retorno de la inversión satisfactorio.
Todos tenemos claro que aquellos que lo consiguen obtienen grandes beneficios en toda la cadena de valor de la fabricación: más capacidad, menos pérdidas de material, mejora del servicio al cliente y de los plazos de entrega y una mayor satisfacción de los empleados, además de una importante reducción del impacto medioambiental.
A pesar de que todavía sean pocas las elegidas para poder definirse como “fábricas digitales”, en este artículo repasaremos las principales tendencias que han marcado 2022 y que se prolongarán hasta el año que viene.
Lidiar con la incertidumbre de la cadena de suministro
Dada la escasez mundial de materiales y los elevados costes energéticos, se prevé que los cuellos de botella y los retrasos en la cadena de suministro se prolonguen hasta 2023.
Las empresas manufactureras se seguirán enfrentando a retrasos y un importante aumento de costes, especialmente en las redes internacionales. Según Bloomberg, el coste de transportar un contenedor de Asia a Europa se ha multiplicado por diez desde 2020.
Al mismo tiempo, las expectativas de los consumidores siguen siendo tan altas como siempre, por lo que los fabricantes tienen que desarrollar soluciones para satisfacer la demanda de los consumidores rápidamente.
Disponer de estrategias de comunicación eficaces puede ayudar a mitigar los efectos de las interrupciones de la cadena de suministro, así como la planificación estratégica y la diversificación de los proveedores, con planes de contingencia que prevean todo tipo de escenarios.
Dar paso a la automatización y la robótica
La automatización en la industria manufacturera no es un fenómeno nuevo. Cada vez más empresas manufactureras están invirtiendo en soluciones automatizadas para sus operaciones.
Para que te hagas una idea. Un estudio de IDTechEx, prevé que en una década, de 2022 a 2032, el mercado mundial de la robótica agrícola alcanzará los 7.880 millones de dólares. Esto representa una CAGR del 13,09% respecto a 2022.
Este enfoque centrado en la automatización y la robótica está cambiando la estructura y la distribución de la mano de obra. Como veremos enseguida, a pesar de que la producción de bienes no para de crecer, la mano de obra no para de disminuir, por lo que los roles de los trabajadores cambiarán a funciones de comunicación y colaboración.
Gartner hablaba ya el año pasado de la hiperautomatización, que consiste en identificar, examinar y automatizar rápidamente el mayor número posible de procesos empresariales y de TI, utilizando una combinación de tecnologías que incluyen la IA, el IoT y los gemelos digitales. Sin duda, seguirá siendo tendencia en 2023, dada la lentitud de adopción de muchos de estos procesos en el sector manufacturero.
La industria será sostenible o no será
El cambio climático se ha convertido en una prioridad urgente para la industria manufacturera. El sector representa alrededor de un tercio de las emisiones mundiales de efecto invernadero, lo que está impulsando a las empresas a replantearse su modelo de operaciones y avanzar hacia sistemas de fabricación con bajas emisiones.
La presión de la administración no ha dejado de aumentar, con políticas tanto nacionales como supranacionales que exigen que la fabricación transforme las operaciones de principio a fin, desde el diseño y la entrega de productos hasta los modelos de fábrica.
Una fábrica más sostenible pasa necesariamente por una fábrica más digital, donde los procesos basados en las personas y el papel den paso a los procesos digitales.
En este entorno, la adopción de tecnologías que reducen la huella de carbono contará con importantes respaldos económicos oficiales, lo que sin duda impulsará la digitalización de las plantas.
Analítica avanzada
Las tareas repetitivas y que consumen mucho tiempo conducen a errores humanos en la recogida de datos y a una sobrecarga de la mano de obra.
Según un estudio realizado por Plataine-SME, un escaso 27% de los fabricantes afirma que recoge datos en tiempo real de la planta de producción, mientras que el 28% los recoge a diario y el 21% una vez a la semana.
Es decir, la gran mayoría de las empresas no dispone de datos en tiempo real en la planta, lo que pone el objetivo de cerrar esta brecha en primera línea, ofreciendo la oportunidad de mejorar sus operaciones, impulsar la productividad y aumentar la calidad.
Control de la producción
Las nuevas soluciones utilizan tanto la inteligencia artificial como el machine learning, junto con los datos recogidos por los dispositivos IIoT para ofrecer niveles avanzados de supervisión de la producción.
La supervisión de la producción incluye la supervisión predictiva, el mantenimiento predictivo (PdM) y el PdM como servicio, una nueva e importante tendencia que ayuda a las plantas a incorporarse al mantenimiento predictivo más rápidamente y con menos complicaciones.
Estas tecnologías pueden detectar los primeros indicios de fallos inminentes, fugas o cuellos de botella en los procesos, ayudando a los empleados a identificar ineficiencias que suponen un despilfarro, a detectar peligros medioambientales y a corregirlos antes de que se agraven.
Gemelos digitales
Los gemelos digitales tampoco son una tendencia nueva, aunque investigaciones como la realizada por ResearchAndMarkets predice que el mercado de los gemelos digitales crecerá un 68,9% entre 2022 y 2027, alcanzando un valor estimado de 43.614,8 millones de dólares.
Como sin duda sabes, un gemelo digital utiliza la IA y el ML para crear una copia digital exacta de la fábrica que se actualiza constantemente según los cambios en tiempo real.
Se utilizan para optimizar los diseños y la planificación de nuevas fábricas, para realizar previsiones de cambios estratégicos y para poder resolver problemas en un entorno controlado antes de llevarlos a la vida real.
Si bien es cierto que los gemelos digitales no son para todo el mundo ni para todas las plantas, su potencial es enorme para un grupo selecto de empresas que pueden moldear su evolución de forma digital maximizando los cambios realizados en el mundo offline.
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Gestión de la cadena de suministro
La cadena de suministro es el resto problemático que hemos heredado de la pandemia y con el que todavía siguen lidiando cientos de empresas de todo el mundo.
Sin ir más lejos, un estudio Plex informa de que el porcentaje de plantas que utilizan una solución de software de planificación de la cadena de suministro pasó del 30% en 2017 al 78% en 2022.
Prácticamente todas estas herramientas se basan en el mismo concepto: visualizar la cadena de suministro de principio a fin y la automatización de las decisiones de forma que se gane en eficiencia y velocidad.
Estas soluciones se basan en varias tecnologías, como el blockchain para proporcionar transparencia y legitimidad, el procesamiento de datos con IA para reunir datos de fuentes dispares y la computación en la nube para que los datos sean accesibles desde cualquier lugar y en todo momento.
Visualización de datos
El auge de las fábricas conectadas y la proliferación de los dispositivos IoT han dotado a las empresas de fabricación de un tsunami de datos, y las plantas que cuentan con sistemas IIoT avanzados reciben hasta 70 terabytes de datos al día de una sola línea de montaje.
Se trata de datos muy valiosos, pero solo cuando las empresas tienen la capacidad de organizarlos, procesarlos y analizarlos.
La visualización de datos avanzada, como la visualización 3D, ofrece una visión más clara de las métricas cambiantes y una mirada más profunda a las condiciones cambiantes del negocio y de la planta.
Gracias a ellas, las plantas pueden lograr una comprensión más precisa de los procesos y el análisis de las causas raíz, a menudo en tiempo real.
Fabricación aditiva
La impresión 3D es casi un estándar para producir piezas de repuesto exactas cuando los equipos fallan.
La fabricación aditiva y la convencional «están empezando a conectarse y a crear un entorno de producción más integrado», en palabras de Bart Van der Schueren, CTO de Materialise.
Los nuevos materiales de impresión 3D son reciclables y reutilizables, lo que ayuda a las plantas a mejorar la sostenibilidad, mientras que la microimpresión 3D puede producir componentes de producción cada vez más complejos y difíciles de obtener, lo que ayuda a acortar la cadena de suministro y garantiza que las plantas tengan todos los artículos que necesitan.
Edge computing
Edge computing, conectividad inalámbrica y 5G/6G van de la mano para ofrecer las conexiones sin latencia que necesitan los dispositivos IIoT. Los gemelos digitales, el análisis predictivo, los paneles de control de la cadena de suministro y otras tecnologías de fabricación inteligentes dependen de los datos casi instantáneos de los sistemas de la IIoT.
Una investigación de McKinsey prevé un fuerte aumento de las ventas de IoT 5G a partir de 2023, con unidades vendidas que superarán los 22 millones en 2030, por lo que empieza a ser hora de plantearse si ha llegado el momento de abordar una mejor conexión.
No todas las plantas industriales están preparadas para las tendencias que hemos repasado en este artículo. Algunas están todavía luchando por sus primeros pasos digitales. Sin embargo, el grupo selecto de las que forman el modelo de fábrica digital sirve como punta de lanza de lo que está por venir, tanto en 2023 como más allá.
Si quieres conocer o aportar otras tendencias de fábrica digital, no dudes en ponerte en contacto con Semantic Systems.
