Manufactura Avanzada

La fabricación y producción de artículos es uno de los giros industriales y empresariales más comunes en la actualidad y lo ha sido a lo largo de toda la historia del ser humano. Como consecuencia de ello, la necesidad de contabilizar, controlar y conocer los datos e información sobre la fabricación de un producto creció hasta el punto de convertirse en una tarea fundamental para cualquier entidad productora.

Los sistemas de manufactura nacen precisamente como resultado de esa necesidad de control y conocimiento de los procesos de producción.

El inicio de la popularización masiva del Big Data, más allá de los contextos de uso donde se originaron dichas tecnologías fue en 2011 cuando la consultora McKinsey apuntaba al Big Data como tendencia tecnológica clave para la “innovación, competitividad y productividad”.

Pero el punto de arranque de muchas de las iniciativas públicas en diferentes lugares del mundo promocionando la adopción de estos enfoques para la revitalización de la competitividad del sector industrial fue en E.E.U.U. bajo el concepto de Manufactura Avanzada para asegurar un desarrollo estratégico de la industria manufacturera.

Más tarde se acuña el término de Industria 4.0 en Alemania.

Definición y tendencias de uso

Como definición la manufactura avanzada nos permite crear nuevos materiales, productos y procesos gracias a la aplicación principalmente de la ciencia, ingeniería y tecnologías.

Basado en las últimas tecnologías de estas y modelos de negocios asociados, podemos agruparlas en seis tendencias tecnológicas:

  1. Captación y análisis de datos: existen dos fenómenos tecnológicos nuevos que son basales para permitir la manufactura avanzada: la capacidad de captar una gran cantidad de información, y la capacidad de procesarla.
    • Captación de información: el uso masivo de sensores y de digitalización de información permite captar una gran cantidad de datos tanto desde los usuarios, a través de teléfonos móviles, redes sociales, GPS, como de los procesos productivos, a través de múltiples sensores de parámetros productivos críticos. El uso masivo de estos sensores inteligentes está siendo capaces de capturar digitalmente una cantidad de información sin precedentes en la historia.

     

    • Análisis de la información: todos los datos capturados sólo tienen valor si es posible extraer de ellos información valiosa para el mercado y/o la producción. Avances recientes en el campo de los Datos Masivos, o Big Data permiten a través de sofisticados algoritmos no sólo procesar y analizar los datos, si no que desarrollar aprendizajes de los fenómenos de mercado o productivos monitoreados.
  2. Intercomunicación de dispositivos o el “Internet de las cosas” El IoT (por la sigla en inglés Internet of Thing) es la capacidad de diferentes dispositivos de conectarse entre ellos y compartir información. Esta tecnología permite a las empresas manufactureras tener a cada uno de sus procesos, y en particular a cada una de sus máquinas, operando de una manera interconectada e inteligente.
  3. Robótica avanzada: La robótica se está convirtiendo en un apoyo y en un actor más autónomo aún, flexible y cooperativo. Esto es, se le ha seguido quitando complejidad a las tareas ejecutadas por los trabajadores y cada vez deben ser menos monitoreados. La reducción de los costos de los robots ha marcado su ingreso masivo en todas las industrias, especialmente en la manufacturera, donde pueden ser aplicadas muchas o casi todas las capacidades de la robótica.
  4. Nuevos materiales: El diseño, creación, manipulación y aplicación de materiales diversos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano-escala y la biotecnología han sido un gran desarrollo de la tecnología últimamente. Nano-fibras, nano-láminas y biomateriales son algunas expresiones de estos materiales, quienes son usados en gran manera para mejorar la resistencia de materiales y otras características, como su flexibilidad y duración.
  5. Manufactura aditiva: la manufactura aditiva consiste en el proceso de apilar capas de materiales para hacer objetos tridimensionales. El proceso es opuesto a la manufactura por sustracción, común hoy en producción, que consiste en el corte de un molde pre hecho o el desgaste de una pieza mayor. Este proceso es utilizado en metales, polímeros y electrónica, entre otros, siendo uno de sus principales exponentes la impresión 3D. Una de las mayores ventajas es que las partes pueden ser fabricadas inmediatamente después del diseño dimensional. Esto abre las puertas a los mercados “on-demand” de la manufactura masiva customizada para cada uno de los clientes, con cero inventario.
  6. Realidad aumentada: la realidad aumentada es, por ahora, una de las tecnologías menos desarrolladas en el ámbito industrial, no obstante se ha popularizado en el ámbito de la capacitación. A pesar de esto, presenta grandes beneficios que pueden ser aplicados a lo largo de toda la cadena de producción.

Beneficios

La manufactura avanzada tiene múltiples y variados beneficios para la industria manufacturera. La consultora McKinsey (McKinsey 2015) identifica ocho impactos concretos de la manufactura avanzada para los resultados de una empresa, asociándolos con tecnologías habilitantes respectivas, y reportando indicadores de resultado para cada tipo de impacto (Figura 1).

Figura 1: Principales impactos de la Manufactura Avanzada en la industria. Fuente: McKinsey. (2015). Industry 4.0. How to navigate digitization of the manufacturing sector.

  • Disminución de recursos utilizados: la tecnología de sensores, IoT y algoritmos permite reducir el uso de materiales y energías utilizados mediante optimización en línea de los procesos.
  • Aumento de utilización de activos: el uso de sensores y de algoritmos permite predecir las necesidades de mantenimiento de una máquina, aumentando su disponibilidad al reducir las fallas y los tiempos requeridos de mantención preventiva.
  • Mejoramiento de la productividad y condiciones laborales: la incorporación de robots avanzados permite liberar al trabajador de las tareas más complejas y rutinarias, y al mismo tiempo aumentar considerablemente su productividad.
  • Disminución de costos de inventario: las tecnologías de impresión 3D pueden reducir la necesidad de una serie de inventarios, los que pueden ser producidos en la medida que se requieran.
  • Mejoramiento de calidad: los sensores avanzados, escaneo 3D, y control de proceso avanzado son algunos ejemplos de tecnologías que permiten a la manufactura avanzada alcanzar estándares superiores de calidad.
  • Aumento de exactitud en los pronósticos de demanda: la captura y análisis de información en línea permite aumentar en forma considerable la exactitud de las predicciones de la demanda de un determinado producto o servicio, permitiendo una mejora significativa en la planificación de los procesos productivos.
  • Reducción del “time to market”: la capacidad de prototipado rápido a través de impresión 3D, y el uso de sistemas para “co-crear” productos o servicios customizados para los clientes son ejemplos de tecnologías que contribuyen a reducir el tiempo de desarrollo de un nuevo producto.
  • Mejoramiento de los servicios de post-venta: la mantención predictiva y matención remota puede aumentar el rango de servicios ofrecidos por las empresas manufactureras a sus clientes.

industria 4.0 y otros países del mundo

Entendiendo la importancia de posicionarse con rapidez en el nuevo mundo de la manufactura avanzada son varios los países que han realizado o están realizando programas específicos para fomentar este tipo de manufactura. Entre ellos destacan Alemania, Reino Unido, China, EE.UU. Canadá, Australia, Corea del Sur.

Todos los países que están desarrollando planes para promover la manufactura avanzada coinciden en el sentido de urgencia de su implementación. Existen conciencia de que las nuevas tecnologías están presionando hacia un nuevo ordenamiento industrial y que los primeros países en adaptarse tendrán ventajas sobre el resto, y por el contrario, aquellos que no ingresen tempranamente en este tipo de industria perderán posiciones difíciles de recuperar en el futuro.

“Necesitamos dominar rápidamente la unión del mundo de Internet con el mundo de la producción industrial porque si no lo hacemos los actuales líderes en el área digital se adueñarán de nuestra producción industrial”

Angela Merkel, Canciller Federal de Alemania, 2015.

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