Tecnología para los negocios - Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 5 – Retos 4.0 (I)


Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 5 – Retos 4.0 (I)

La Industria 4.0 tiene como principal objetivo adaptarse a los nuevos requisitos que marcan los clientes 4.0, es decir, productos y servicios de mayor calidad y menor coste, que dispongan de un alto grado de personalización (flexibles), que puedan obtenerse de forma inmediata (ágiles) desde cualquier lugar.

Además de los requisitos anteriores, principalmente relacionados con la parte de operaciones, existe otro, no menos importante, que involucra a todas las áreas de nuestra organización. Nos referimos a la aportación de valor. Cuanto mayor valor otorguen nuestros clientes al producto mayor grado de fidelización, más beneficio y mejor imagen tendremos.

Analicemos cada uno de estos retos para vislumbrar qué tecnologías serán a priori las más susceptibles de usarse en cada caso.

Henry Ford

Hay una regla para el empresario y es: hacer los productos con la mayor calidad posible al menor coste y pagando unos sueldos lo más altos posibles.
Henry Ford (1863 – 1947)

Calidad

Aumentar la calidad de nuestros productos y servicios supone a grosso modo evitar los rechazos y las reclamaciones por parte de nuestros clientes. Dicho así parece una tarea fácil pero no lo es en absoluto. Si además diversificamos y aceleramos la producción, como exigen los clientes, nos va a resultar muy difícil mantener o mejorar nuestro nivel de calidad.

Cualquier error de fabricación debe detectarse cuanto antes ya que si no podemos tirar a la basura toda una partida de producto, de forma que ante cualquier error, un sistema de alerta nos informará a la vez que actuará para evitar la conformidad del proceso.

Necesitamos producir correctamente y a ser posible, desde la primera hasta la última pieza. Para ello debemos disponer de toda la información relativa al proceso productivo en tiempo real de una forma clara y práctica. Por tanto, debemos evitar en la medida de lo posible, trabajar únicamente con la información monolítica que proporcionan los autómatas programables y dotar a nuestros procesos de la modularidad que otorga el IoT.

Ben Franklin Duplessis

If better is possible, good is not enough
Benjamin Franklin (1706 – 1790)

Multitud de tecnologías pueden aportar mejoras sustanciales en la calidad de nuestros productos. Citaremos algunas de ellas:

  • Sistemas de Control para visión artificial o sensores IoT interconectados, pueden ser buenos aliados para la detección temprana de errores.
  • Sistemas MES (Manufacturing Execution System) o MOM (Manufacturing Operations Management) que reportan en interfaces hombre-máquina (HMI) muy visuales datos sobre los procesos y otros relativos al ERP (Enterprise Resource Planning) necesarios para el control de la calidad.
  • Sistemas de Realidad Aumentada que permitirán a nuestros operarios el acceso a datos útiles desde cualquier parte de la empresa para comprobar que todo está correcto.
  • El uso de dispositivos Wearables (vestibles) como Smartwatches que permiten por ejemplo avisar rápidamente a todo el personal implicado ante una alarma de malfuncionamiento en una máquina o un paro en la producción.
  • Sistemas embebidos como Arduino, Raspberry, etc. en combinación con sensores o indicadores luminosos que permiten implementar económicos sistemas a prueba de errores (Poka Yoke) hechos a medida para solventar errores repetitivos y difíciles de controlar.
  • Sistemas Expertos que trabajarán en background aprendiendo mediante algoritmos de Machine Learning para a posteriori controlar y diagnosticar exhaustivamente los procesos.

Y por último, infraestructuras en la nube (Cloud Computing) para almacenamiento y manipulación de los datos.

Sistemas de control de calidad tradicionales vs inteligentes
Fuente: measurecontrol.com

Coste

Para reducir el coste de nuestros productos podemos recurrir a diversas estrategias (reducción materia prima, cambio en proveedores, etc.) no obstante, la Industria 4.0 se centra en la de reducir los costes de producción y por tanto así lo haremos en esta guía. Dependiendo de distintos factores, reducir el coste de producción de nuestros productos un 10% puede suponer un beneficio igual a vender hasta un 70% más. Por ello, una inversión en Industria 4.0 es más rentable a priori que cualquier otra inversión debido a que conlleva una ganancia asegurada y que perdurará a lo largo del tiempo, mientras que las campañas de marketing por ejemplo, si bien pueden hacer que vendamos mucho más del 70% tras su despliegue, no nos garantizan el mantener el status alcanzado a lo largo del tiempo.

Una empresa con menores costes de producción es mucho más competitiva que su competencia

Llegado un momento de apuros donde sea necesario bajar los precios para competir la empresa con menores costes de producción podrá sobrevivir.

En situaciones de calma, donde el margen sea mayor, también tendremos mayor ventaja que nuestra competencia si producimos con menor coste, puesto que nuestros beneficios podrán ser usados para aumentar la ventaja competitiva reinvirtiendo por ejemplo en innovación, marketing, infraestructuras, recursos humanos, etc. mientras que nuestra competencia no podrá hacerlo.

Según el Instituto Fraunhofer la aplicación de las tecnologías para convertir nuestra organización en una Industria 4.0 puede llegar a alcanzar importantes cuotas de eficiencia y por tanto una importante reducción en los costes.

Ganancias de eficiencia en plantas digitales
Fuente: planningmanufacturing.com

Reducir el coste del producto manteniendo el nivel de calidad, implica en gran medida disminuir el coste de los procesos de la empresa. Por ello, todos los procesos de nuestra organización deben ser:

  1. Eficaces en satisfacer las expectativas del cliente
  2. Eficientes al utilizar los recursos
  3. Controlados para conocer su estado
  4. Modificables al instante en caso de ser preciso
  5. Interconectados para poder combinarlos de cualquier forma.

La mejora de los procesos está directamente relacionada con auditar y reportar las operaciones para tener trazabilidad en tiempo real, pero si aplicamos las nuevas tecnologías también jugará un papel importante la sensorización y analítica de los datos (Big Data e Inteligencia Artificial) para disponer por ejemplo de un buen sistema de mantenimiento predictivo.

Las interfaces de usuario inteligentes (Smart HMI), la predicción (Machine Learning), los Smartphones, la Realidad Aumentada, son herramientas excelentes para presentar y manipular información del mundo industrial (OT) conectados de la mano del IoT, tanto de los procesos internos, como de cualquier otro que acontezca a lo largo de nuestra cadena de suministro, y su uso, permite aumentar nuestra productividad y reducir los desperdicios.

Desperdicio es todo aquello que forma parte del producto y por lo que el cliente no está dispuesto a pagar aunque suponga un coste para la empresa. Por tanto hay que disminuirlos tanto como nos sea posible. A continuación expondremos como podemos abordar con tecnología la reducción de los mismos:

  • La Sobreproducción, mediante la sincronización ágil con la demanda (herramientas Web, integración con el ERP corporativo) y conociendo las previsiones a futuro (Inteligencia Artificial),
  • Los Inventarios mediante la integración digital con nuestros proveedores y nuestra red de distribución a través del uso de Plataformas Colaborativas en la Nube,
  • Los Movimientos a través del uso de sistemas de Machine Learning para reducir recorridos y optimizar almacenes,
  • Los Retrabajos usando dispositivos IoT, como sensores inteligentes o sistemas de control embebidos, para la detección temprana de anomalías,
  • Las Esperas mediante herramientas de comunicación ágiles, la anticipación de información sobre el transcurso de los procesos y la presentación de la misma en Interfaces de usuario prácticas (Human Machine Interfaces) como por ejemplo unas gafas de realidad aumentada o una Tablet,
  • El Sobreproceso optimizando los tiempos de procesado mediante sensorización y Machine Learning,
  • El Transporte y desplazamiento de materiales mediante vehículos de guiado automático (AGV) y sistemas de identificación y trazabilidad avanzada.

La supervisión de los procesos por sistemas electrónicos e informáticos inteligentes, nos ayudará a paliar muchos de los desperdicios visibles, pero también pueden ser de vital importancia en otros ocasionados fuera de la cadena productiva y que pueden provocar costes importantes a nuestra organización (especificaciones inadecuadas de trabajo, falta de piezas, exceso de stock, cumplimiento en los plazos de entrega, resolución de reclamaciones, trabajos urgentes, retoques, etc.).

Peter Drucker

Nada es menos productivo que hacer de forma más eficiente cosas que no dederías hacer
(Peter Drucker)

Por último, debemos pensar también en cómo aplicar las nuevas tecnologías para reducir costes derivados del servicio técnico, la seguridad personal y los mantenimientos. Estos costes suelen ser relevantes y aunque están relacionados directamente con el control de los procesos y la disminución de los desperdicios, vistos en los párrafos anteriores, requieren en muchos casos la implementación de sistemas que han de ser diseñados a la medida de nuestras necesidades.

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