El impacto de Industria 4.0 en las fábricas

El impacto de Industria 4.0 en las fábricas

Industria 4.0

La cuarta revolución industrial consiste en la interconexión constante entre las propias máquinas y los operarios, en el traspaso continuo de esta información y su tratamiento, lo que permite tener un conocimiento inmediato de lo que está sucediendo en la planta y la toma de decisiones en función de ella. Además, incorpora la fusión entre lo virtual y lo real, el producto se diseña y se prueba virtualmente, lo que incorpora consideración  inmediata a la demanda concreta y particular del cliente. Adicionalmente, se incorporan la automatización y la robotización masiva junto con el avance de nuevas tecnologías de fabricación (additive manufacturing, etc.), lo que presenta un panorama apasionante para el entorno industrial en los próximos años.

El desarrollo de la sociedad de la información en los últimos tiempos ha impactado de lleno en el mundo de la fabricación, de tal modo que estamos asistiendo a la cuarta revolución industrial, que, del mismo modo que las primeras, surge del desarrollo social y repercute y condiciona este propio desarrollo.

 

En los próximos años se presenta un panorama apasionante para el entorno industrial

 

El impacto de esta revolución se vivirá en diferentes planos, ya que revolucionará el portfolio de servicios que ofrece una empresa, y la atención personalizada de la demanda creará estructuras de producción diferentes. La explotación de los datos será decisiva para la evolución del modelo de negocio y la estrategia de las compañías. Se espera que esta explotación permita conocer las tendencias del mercado y anticiparse a ellas, produciendo importantes incrementos de beneficio. Además, la comunicación entre clientes, productores y distribuidores será mucho más ajustada. 

La digitalización de los entornos industriales precisa de una enorme inversión; se estima que las empresas europeas destinarán un promedio del 3,3% de sus ingresos anuales sólo a la transformación digital, lo que supone aproximadamente la mitad de las nuevas inversiones de capital previstas y una suma anual de más de 140.000 millones de euros en la industria europea. Se espera que esta transformación tenga como fruto que el 80% de las empresas de nuestro continente estén digitalizadas en 2020. 

Esta inversión pretende también dar respuesta al reto de producir más utilizando menos materias primas y consumiendo menos energía, creando las condiciones para una fabricación sostenible y eficiente. Las mejoras de la productividad y de la eficiencia de los recursos se calculan en una media de ahorro anual del 2,6% de los costes totales, lo que resultaría en un 18% de incremento de productividad en cinco años sólo con las mejoras derivadas de la digitalización.

 

funcionamiento de la industria 4.0

Un mundo interconectado 

La fabricación está evolucionando de ser un proceso centrado en la producción a un mayor énfasis en el ser humano. Los principales desafíos a los que se enfrentan las empresas de fabricación de hoy son la creciente complejidad de sus procesos y redes de suministro, las presiones sobre los costes, las expectativas cada vez mayores de calidad de los usuarios y clientes, el aumento de la velocidad de respuesta, la mayor presencia de productos personalizados y la asistencia a la seguridad del trabajador.

El requisito más importante para hacer frente a estos retos es la colaboración y LA retroalimentación constante entre las redes sociales, los diseñadores de productos, los ingenieros, las instalaciones de producción y los clientes. 

El desarrollo de las TIC será fundamental para garantizar la conectividad de los objetos con el mundo real, permitiendo ‘el internet de las cosas’. Se necesitan sistemas inteligentes con  autocontrol y capacidad de recuperación para gestionar el número de dispositivos conectados, que crece rápidamente. Uno de los mayores retos para la conectividad es el de la ciber-seguridad. Diferentes grupos con diferentes negocios e intereses accederán a los datos de productos, de la producción y de los clientes fuera de los límites de la empresa para llevar a cabo diversas operaciones. Hay que desarrollar normas, métodos y herramientas globales que permitan la explotación de la información garantizando su seguridad.

La investigación de las TIC estará dirigida a asimilar la enorme cantidad de datos obtenidos y enviarla al momento a los dispositivos móviles de gerentes y supervisores de planta. Tendrá que avanzar en el procesamiento de datos complejos y en el análisis en tiempo real frente a la situación actual, en la que la mayoría de los sistemas sólo permiten analizar estos datos en el modo de presentación de informes. 

Estas soluciones tienen una especial atención para las PYMEs, que necesitan acceso a servicios asequibles y tecnologías modernas de producción de alto rendimiento e industrialización para permitirles ofrecer productos innovadores a ventaja competitiva de precios.

 

Cambios sociales asociados 

La investigación y la innovación para las fábricas del futuro no es sólo una cuestión de desarrollo y de integración de las nuevas tecnologías. Los retos de fabricación sólo se podrán conseguir si la comunidad plantea retos a los mecanismos para la creación de valor y asume los enfoques innovadores para las estrategias de las nuevas formas de producción.

Los cambios a los que vamos a asistir comienzan por el fin de la era de la deslocalización a causa de las variaciones de la situación de contorno, tales como el aumento de los costes de transporte, la necesidad de una mayor eficiencia y productividad, el enfoque al cliente, la demanda de productos más ecológicos, la inestabilidad del mercado de materias primas y de los precios de la energía y el acortamiento del plazo de entrega para la producción. Estas variaciones están presionando para que se produzca una desaparición paulatina de la deslocalización hacia países de bajo coste. Los servicios para dar respuesta a la demanda de productos personalizados requerirán un nuevo paradigma de reindustrialización a los países occidentales, trayendo de vuelta la fabricación de determinados bienes, y surgirán dos nuevos tipos de fábricas:

1.- Fábricas inteligentes automatizadas, similares a las actuales, situadas en cuencas industrializadas, alejadas de las ciudades, que producen grandes cantidades de productos con poca variedad para atender grandes nichos de población emergente, dispuesta a consumir bienes de bajo coste, o bien suministran productos semielaborados a otras fábricas más especializadas. Se caracterizarán por su muy alta productividad por máquina gracias al mantenimiento predictivo, con procesos ininterrumpidos favorecidos por el control del flujo de materiales end to end. La comunicación M2M (Machine to Machine) permitirá una visión completa de las operaciones que se llevan a cabo en la planta y la optimización en tiempo real. Las personas y los robots trabajarán conjuntamente en las mismas líneas, con total seguridad.

Además, la comunicación no se realizará sólo en el entorno de una planta, sino en una red global de centros productivos y de distribución que facilitará el intercambio de información tanto con proveedores como con distribuidores, de tal modo que la eficacia operativa se extenderá gracias a la predicción de la demanda a través del tratamiento de grandes cantidades de datos (Big Data y Data Analytics). La adecuación entre la oferta y la demanda reducirá los inventarios y sus costes y mejorará los niveles de servicio.

2.- Pequeñas plantas integradas en el tejido urbano, que proporcionan productos personalizados a consumidores cercanos, fábricas centradas en el cliente y capaces de responder rápidamente a los cambios de tendencias. Se caracterizarán por ser muy compactas, limpias, estéticas e integradas en el entorno. Los clientes diseñarán en línea y sus pedidos se enviarán a la fábrica más cercana. La base de productos semielaborados se basará en las predicciones de la demanda gracias a la explotación de grandes cantidades de datos sobre los consumidores. Las máquinas estarán diseñadas para minimizar el tiempo de cambio para adaptarse a las especificaciones de cada cliente. Gracias a la innovación de técnicas como la fabricación digital o la fabricación aditiva será posible obtener rápidamente moldes y herramientas personalizadas al diseño del consumidor. El catálogo de oferta se multiplicará sin aumentar los inventarios. Por último, la localización en los centros urbanos permitirá unos plazos de entrega muy cortos y a bajo coste, así como la especialización en los gustos y costumbres cercanos.

Otro paso más es el diseño personalizado del producto por parte del cliente con la ayuda de especialistas; utilizando herramientas de simulación, podrán elegir estructuras y materiales y ‘ver’ cómo se comportan para elegir lo más adecuado que se producirá posteriormente.

De este modo el cliente final se beneficia de la economía a escala, gracias al abaratamiento de costes de las grandes fábricas que trabajan por lotes con productos estándar y al trato personalizado que obtienen del tramo final de la producción.

 

 

 

 

Del producto a las soluciones

La orientación de la sociedad está cambiando de un enfoque centrado en el producto a un enfoque orientado a las soluciones. Muchos sectores que necesitan la inversión de grandes capitales, como por ejemplo la industria aeroespacial y la de automoción, ya están compitiendo en los mercados internacionales mediante la entrega a sus clientes de un conjunto de servicios para el funcionamiento del producto, mantenimiento, fiabilidad, actualizaciones, y el uso final de su vida útil, re-fabricación, reciclaje y posterior eliminación (Product as a Service).

Las PYMEs, en particular, están tratando de competir en los mercados internacionales con su nicho de soluciones, añadiendo servicios innovadores a sus propuestas de valor. Este innovador modelo de negocio se basa en una red dinámica de empresas en continuo movimiento para permitir combinaciones de servicios cada vez más complejas. En este contexto, hay una fuerte necesidad de crear entornos empresariales virtuales adaptativos e interoperables que apoyan estos procesos en curso. Para ello, se deben proporcionar nuevas herramientas que fomenten la dinámica de las redes empresariales. En particular, las PYMEs necesitan herramientas e instrumentos que sostengan su proceso de remodelación continua, facilitando la colaboración y la comunicación entre los diferentes actores de las cadenas de valor de productos-servicios. 

 

Se espera que el 80% de las empresas europeas estén digitalizadas en 2020

 

El diseño hasta ahora centrado en el usuario está evolucionando hacia el diseño basado en el bienestar del usuario, que es al mismo tiempo cliente, ciudadano y trabajador. Su bienestar podría convertirse en una estrategia ganadora tanto B2B (Business to Business) como B2C (Business to Consumer), lo que requiere un nuevo foco de desarrollo de estas soluciones innovadoras y nuevos modelos de negocio para apoyar una respuesta rápida y dinámica a los cambios del mercado.

Por otro lado, igual que los productos son hoy prácticamente diseñados y probados antes de ser producidos, los nuevos modelos de negocio necesitan también contar con herramientas para apoyar a la empresa a diseñar y poner a prueba sus estrategias antes de que se pongan en marcha productos, servicios y procesos de fabricación. La complejidad de estas herramientas es mayor que la de las de desarrollo de productos, debido a la necesidad de modelado integral de productos y procesos.

Por último, la innovación debe convertirse en un modelo de negocio en sí mismo. El aumento de la competitividad a través del diseño de un nuevo producto requiere el desarrollo de una estrategia de empresa en la que productos y procesos de innovación son vistos como uno, con orientación social y centrada en el usuario.

 

por RAMÓN ANTELO, Director de Tecnología de Altran España

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