Por Nash Chakraborty y Christian Heck
Director de Marketing, Digital Manufacturing y Director Técnico de Producto, Siemens Digital Industries Software
A medida que las empresas manufactureras se plantean cómo será la “fábrica del futuro“, parece probable que la producción autónoma dentro de una fábrica “sin luz” se extienda por todo el espectro industrial. El concepto de fábrica “sin luz”, en la que las necesidades de actividad humana son tan mínimas que las instalaciones pueden funcionar en la oscuridad, es una especie de unicornio: una idea maravillosa, pero que probablemente no se materialice a corto plazo.
Dicho esto, las tecnologías digitales y de automatización necesarias para hacerla realidad están empezando a madurar, y las empresas de todos los sectores se enfrentan al reto de fabricar productos mejores, más rápidos, más baratos y sostenibles, a pesar de los retos de la cadena de suministro y la reducción de la mano de obra. Una fábrica oscura podría ayudar no solo a abordar la sostenibilidad, sino también la productividad.
Las fábricas sin luz aún no se han materializado
Se trata de una expectativa ambiciosa para la producción sin luces. Tradicionalmente, el tipo de fabricación que se presta a este tipo de fábrica es la simple producción en masa en una disposición de línea fija. A medida que los productos se hacen cada vez más complejos y la personalización/configuración masiva aumenta el número de variantes potenciales de los productos, la implantación de una fábrica completamente a oscuras parece aún más mítica y fuera de nuestro alcance.
Aunque la automatización y las tecnologías de fabricación digital pueden ayudar a convertir el mito en realidad, los cambios deben ser graduales para aprovechar las ventajas (especialmente en instalaciones abandonadas en las que ya se han realizado grandes inversiones de capital).
Las fábricas sin luz son más viables económicamente
Según un estudio de Gartner, en 2025 el 60% de los fabricantes tendrán más de dos procesos completamente sin luz en al menos una de sus instalaciones. La fabricación sin iluminación no tiene porqué ser una propuesta de todo o nada. En su lugar, los fabricantes pueden identificar procesos específicos o áreas dentro de una instalación donde la producción autónoma sea viable y valiosa.
Esta implantación incremental de la producción autónoma, comúnmente conocida como implantación de producción autónoma dispersa, permite a los fabricantes equilibrar el retorno de la inversión (ROI) de la automatización sin la inversión que suele ser necesaria para la transición completa a una fábrica completamente autónoma.
El software de operaciones de fabricación es clave para la fabricación con luces parpadeantes
El desarrollo y la madurez de numerosas máquinas y robots automatizados, así como de un software de gestión de operaciones de fabricación (MOM) completo y probado, es clave para crear estas células de fabricación “lights out”. Los nuevos avances en las ofertas de software MOM permiten orquestar a la perfección sistemas de producción autónomos a través de dos capacidades clave1.
La primera es la capacidad de adaptar automáticamente los requisitos de las operaciones a las capacidades de los equipos. El software debe ser capaz de identificar automáticamente los recursos de fabricación disponibles cuando se introduce un nuevo producto, así como cuando se produce un imprevisto en el taller, como un fallo del equipo.
En segundo lugar, la ejecución de la fabricación, el suministro de materiales, la cadena de suministro y la programación deben tener una integración basada en eventos, que no sólo garantice la ejecución sin fisuras del proceso de producción, sino que también permita la optimización continua y la gestión automatizada de cualquier posible interrupción.
Además de estas funciones clave, el software MOM también ofrece una nueva experiencia de usuario. Después de todo, incluso cuando se habla de luces apagadas, las personas seguirán desempeñando un papel importante en el futuro de la fabricación. Esta nueva experiencia de usuario contextualiza la información procedente de distintas fuentes para permitir la toma de decisiones a distancia, que pueden ir desde la reprogramación y el cambio de prioridad de los pedidos hasta el uso de estrategias de proveedores alternativos.
Un nuevo enfoque de la planificación de la fabricación y la ingeniería de maquinaria
Los conceptos de fabricación “lights-out” requieren una relación más flexible entre producto, proceso y recursos que la fabricación tradicional. Como resultado, los ingenieros de fabricación tendrán que trabajar de forma más abstracta que antes y la forma en que definan las restricciones será crucial para aprovechar todo el potencial de un sistema de producción autónomo.
Esto, a su vez, aumenta la importancia de utilizar la simulación en una fase temprana de la ingeniería para apoyar la generación automatizada y la validación de escenarios esenciales para el éxito de la implementación. Adoptar este nuevo enfoque permite el nivel extra de flexibilidad y libertad necesario para que el software de orquestación tome sus propias decisiones y alcance el nivel de autonomía necesario para apagar las luces.
Planificación estratégica del personal
A medida que los fabricantes empiecen a implantar los conceptos de lights-out, los requisitos de cualificación de la mano de obra cambiarán en tres aspectos. En primer lugar, además de los conocimientos técnicos sobre el ámbito y la fabricación, los ingenieros de planificación tendrán que adquirir los conocimientos necesarios para modelar restricciones y dependencias abstractas y utilizar herramientas de simulación para la validación en su trabajo diario.
En segundo lugar, los operarios del taller necesitarán conocer las últimas tecnologías de automatización para manejar con seguridad las máquinas autónomas y poder ampliar sus capacidades. Los proveedores de máquinas y soluciones también tendrán que pasar de sistemas expertos con requisitos de conocimientos especializados a interfaces fáciles de usar que permitan una rápida adaptación y ampliación de la capacidad de una máquina.
Esto incluirá, por ejemplo, la adaptación de robots, mapas para rutas de vehículos de guiado automático (AGV), actualización de requisitos de material para nuevos productos, etc. Aprovechar los últimos conceptos informáticos y de programación de bajo código para las distintas tareas de ingeniería de automatización puede ayudar a que la mano de obra en general contribuya a la transición.
En tercer lugar, el enriquecimiento del empleo y el aprendizaje continuo ayudarán a los fabricantes a seguir siendo competitivos y rentables en la economía mundial, ya que se enfrentan al envejecimiento de la mano de obra y a la escasez de trabajadores cualificados.
Las ventajas de la producción autónoma
El principal motor de la mayoría de los fabricantes que estudian los conceptos de producción autónoma es la necesidad de aumentar la productividad, al tiempo que se reducen los costes de mano de obra, a pesar del riesgo asociado de obtener las cualificaciones laborales necesarias en el momento y lugar adecuados para seguir los cambios en la demanda del mercado.
Aunque los conceptos de producción autónoma pueden abordar este reto, no es su único valor. La capacidad de adaptar y validar automáticamente cada proceso de producción de productos nuevos y existentes -incluidos los requisitos de los procesos- a los equipos disponibles puede permitir a los fabricantes impulsar importantes indicadores clave de rendimiento empresarial, como una comercialización más rápida, la sostenibilidad y una mayor capacidad de recuperación.
Además, permite fabricar productos en distintos sistemas de producción e instalaciones para apoyar la producción local y sostenible, así como una forma de compensar las interrupciones de la cadena de suministro.
1Plattform Industrie 4.0 WORD Vorlage (plattform-i40.de)
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