Tres tendencias de fabricación digital para 2020

A medida que llegamos al final de 2019, las tecnologías detrás de la digitalización a gran escala no se están desacelerando en absoluto.

En los próximos cinco años, se espera que el 85% de las empresas industriales hayan implementado tecnologías de Industria 4.0 en todas las divisiones comerciales clave. La tendencia está produciendo aplicaciones digitales prácticas que recién ahora se están haciendo visibles.

Debido a una gran cantidad de desafíos, la industria manufacturera ha sido lenta para adoptar esfuerzos de digitalización a gran escala. Los pocos líderes que se han aventurado a la frontera de la transformación digital han sentado las bases para que los demás lo sigan.

El enfoque principal ha sido más "esperar y ver" que "a toda máquina". Como resultado, existe un choque entre las expectativas de los ingenieros de producto y las mentalidades de los fabricantes.

En el pasado, los fabricantes han tardado en adoptar nuevas tecnologías, pero es probable que 2020 sea un año de adopción digital generalizada. Las chispas se han disparado y, con los valores atípicos que desafían el status quo, la industria está siendo impulsada.

"Con la tecnología cambiando rápidamente, los fabricantes deben preparar sus planes de transformación de Industria 4.0 para el futuro o arriesgarse a quedarse atrás de sus competidores", afirma el informe de McKinsey de 2019 sobre "Preparar una transformación de la fabricación digital para el futuro".

En esencia, los ingenieros están abiertos a la innovación y la tecnología. Al mismo tiempo, la naturaleza del proceso les obliga a colaborar en múltiples niveles a lo largo de la cadena de suministro, con industrias que no siempre han adoptado la misma mentalidad. Para ellos, la digitalización de la fabricación significa que pueden incorporar esfuerzos de ahorro de tiempo, energía y dinero en todo el proceso de producción.

Estas son las tres principales tecnologías de conducción que esperamos ver en 2020 y cómo empoderarán a los ingenieros:

En línea y bajo demanda

Con la ayuda de plataformas digitales que facilitan todo el proceso a través de una red de socios distribuidos, los fabricantes en línea han estado experimentando con nuevos materiales y modelos comerciales innovadores durante el último año.

Al crear un ecosistema de fabricantes de calidad, todo lo que los ingenieros tienen que hacer para fabricar las piezas es cargar sus diseños asistidos por computadora (CAD), especificando el material, el acabado de la superficie, los orificios roscados, las tolerancias y el tiempo de entrega a la nube. Luego, la plataforma confirmará el diseño y un miembro de la red distribuida con capacidades de fabricación para la pieza específica asumirá el proyecto.

Además de la impresión 3-D de plásticos y metales, las empresas de fabricación a pedido en línea ofrecen suites con una variedad de procesos, que incluyen mecanizado de control numérico por computadora (CNC), producción de chapa metálica, moldeo por inyección y fundición de uretano. Con la capacidad de acceder a estos métodos de fabricación en línea, la producción de piezas bajo demanda se convierte en un método de fabricación más viable.

Si bien esta industria aún está en su infancia, el potencial que ofrece a los ingenieros es enorme. Tradicionalmente, la producción de piezas se ha visto obstaculizada por los largos plazos de entrega para aprobar la cotización, el transporte internacional y la necesidad de pedidos mínimos de gran cantidad, todo lo cual aumenta el costo y el tiempo de inactividad. Al reducir estas barreras, la fabricación bajo demanda en línea permite a los ingenieros realizar entregas sin comprometer su diseño.

En el próximo año, esperamos que más ingenieros recurran a la fabricación bajo demanda . como una forma de resolver los principales puntos débiles. Es probable que esto conduzca a una mayor competencia en esta industria, así como a una consolidación de los líderes del mercado en todos los ámbitos. En última instancia, esto impulsará a las plataformas a adoptar nuevos materiales y atraer a más fabricantes a la red distribuida, lo que generará más opciones para los ingenieros, menos tiempo de inactividad y menores costos.

Más asociaciones, empresas conjuntas

A los fabricantes les ha resultado difícil ir más allá de la fase de prueba de sus estrategias de digitalización, debido a su gran tamaño, cadenas de suministro globalizadas y la falta de objetivos claros. Si bien esto está comenzando a cambiar, las grandes organizaciones generalmente se quedan atrás cuando se trata de adoptar una mentalidad verdaderamente digital en sus filas. Los responsables de la toma de decisiones son conscientes de esto y buscan aportar experiencia digital de todos sus ecosistemas.

“A medida que los fabricantes piensan en desarrollar agilidad en sus cadenas de suministro, cada vez se dan más cuenta de que estos esfuerzos no pueden ocurrir de forma aislada”, afirma Deloitte en 2020 Manufacturing Industry Outlook. “La necesidad de cultivar un ecosistema sólido es una tendencia que ha surgido, y nuestra investigación muestra que es una estrategia cada vez más eficaz para los fabricantes, especialmente en lo que se refiere al impulso digital”.

Según Deloitte, es probable que esta tendencia se desarrolle durante el próximo año de dos formas distintas. En primer lugar, las fábricas inteligentes, las que están a la vanguardia de la transición digital, están viendo los beneficios de las asociaciones en todos sus ecosistemas, creando nuevos modelos comerciales y valor para los clientes a un ritmo significativamente más alto que sus competidores. Los rezagados que se han mostrado reacios a moverse ahora buscan replicar este éxito en sus propias empresas. En segundo lugar, quienes están empujando la frontera aún no han terminado y es probable que continúen expandiendo sus propios ecosistemas como un medio para obtener capacidades que no tienen internamente.

Muchos líderes del mercado están utilizando esta estrategia para promover su visión digital. Pero dado el valor relativo superior de las capacidades digitales en el mercado, sugiere Deloitte, "puede ser más probable que 2020 traiga asociaciones y empresas conjuntas en lugar de adquisiciones directas".

El acceso a un ecosistema externo de socios es esencial para cubrir los grandes déficits de talento y capacidad que están experimentando muchos fabricantes. Por lo tanto, es probable que veamos un año de asociaciones entre grandes empresas y escaladas digitales innovadoras. Los ingenieros se beneficiarán de un mayor enfoque en la experiencia del usuario, la comunicación interna y los viajes optimizados del cliente.

Impresión 3D

Lo que comenzó como una tecnología utilizada principalmente para la creación de prototipos se ha convertido en una industria en sí misma. La impresión 3D se considera una de las tecnologías más disruptivas de la Industria 4.0. Como elemento clave de esa revolución, "3DP está evolucionando como una alternativa viable tanto para el desarrollo de productos como para la fabricación convencional", según un informe técnico de PwC desde finales del año pasado.

En los últimos años, la llegada de nuevos materiales ha impulsado la industria y las aplicaciones están aumentando enormemente. Originalmente, solo se disponía de una pequeña selección de plásticos para su uso en proyectos de impresión. Hoy en día, la adición de materiales como el hormigón, el metal y la tinta de nanopartículas ha ampliado el potencial de innovación de forma exponencial.

Con la llegada de impresoras que son más grandes, más rápidas y más complejas, los ingenieros tienen la capacidad de construir objetos a una escala mucho mayor que antes. Cuatro de las impresiones en 3D más importantes de este año son:

• El primer corazón humano impreso en 3D , impreso en Israel este año. Los investigadores de la Universidad de Tel Aviv produjeron el corazón diseñado vascularizado utilizando las propias células y materiales biológicos del paciente.
• La Universidad de Maine completó recientemente el barco impreso en 3D más grande, un crucero de dos toneladas y 7,5 metros, que incluye la pieza sólida impresa en 3D más grande de la historia.
• El motor Crew Dragon de SpaceX se fabricó en su totalidad con impresión 3D de metal. Diseñada para ser el vehículo espacial humano más seguro jamás construido, la nave ha completado 16 misiones desde y hacia la Estación Espacial Internacional.
• El precio de la impresión 3D de casas enteras en el sitio ha caído drásticamente entre $ 4,000 y $ 10,000, brindando acceso a viviendas seguras y asequibles para quienes las necesitan.

Si bien las tecnologías de impresión 3D para materiales como el metal y el hormigón han sido relativamente caras en los últimos años, un flujo continuo de innovaciones ha comenzado a integrarlas en el proceso de producción convencional.

A medida que los propios impresores avanzan a un ritmo rápido, se están acercando a lo que la industria considera el Santo Grial de la impresión 3-D:la impresión de múltiples materiales, que permitirá a los ingenieros diseñar utilizando una combinación de filamentos.

Este método de impresión está preparado para desbloquear el mayor valor de todas las técnicas de impresión 3D. Se han tomado medidas para introducir la impresión de múltiples materiales en un entorno de creación de prototipos, y la tecnología parece estar lista para avanzar en el uso comercial durante los próximos dos años.

A largo plazo, estos avances darán a los ingenieros una mayor libertad de diseño, impulsarán la productividad de la creación de prototipos y harán que la entrega sea más eficaz. La evolución de los materiales y la maquinaria en sí tiene expertos que predicen que la industria de la impresión en 3-D crecerá en valor a más de $ 50 mil millones para 2026. Agregue a esto la industria de fabricación bajo demanda en rápida expansión y la probabilidad de nuevas asociaciones en todos los ámbitos, y estamos empezando a ver 2020 como la base del proceso de digitalización acelerado de la industria manufacturera.

Filemon Schoffer es cofundador y CCO de 3D Hubs, una plataforma de fabricación en línea.