MES y Plataformas IoT: Navegando el Futuro de la Gestión de Operaciones de Manufactura

En todas las industrias, la aceleración de ciclos de innovación de productos y la creciente variabilidad de demandas de mercado están desafiando plantas manufactureras y organizaciones que fueron diseñadas principalmente para la eficiencia. Añada la tendencia general hacia productos más personalizados, y entenderá por qué un impulsor clave de la revolución "Industria 4.0" (I4.0) es la flexibilidad. Sin decir, los imperativos de productividad y calidad no desaparecerán; de hecho, el éxito hoy requiere eficiencia y flexibilidad. A medida que pasan de pruebas de concepto iniciales a implementaciones a gran escala, los fabricantes requerirán un nuevo enfoque para la gestión de operaciones de manufactura (MOM), lo que está desafiando el ecosistema MES como lo hemos conocido.

El futuro del MES

La renovación acelerada de productos y su mayor personalización requieren una integración mucho más estrecha entre la gestión del ciclo de vida del producto (PLM) y los procesos de manufactura. Un flujo sin fisuras de datos de definición de producto permite acelerar la introducción de nuevos productos o variantes, ahorrando semanas o meses en el tiempo de comercialización de innovaciones de producto o servicio.

Adaptarse a la demanda de mercado fluctuante requiere fábricas flexibles que puedan aumentar y disminuir y cambiar casi instantáneamente, mientras aseguran trazabilidad de extremo a extremo por razones de cumplimiento o servicio al cliente. Por todas estas razones, el papel del MES como el "brazo de ejecución" del ERP se refuerza, y la mayoría de los líderes de Industria 4.0 con razón aún lo consideran la columna vertebral de sus operaciones de manufactura.

Un nuevo paradigma

Si bien se reconoce la importancia de un sistema central MES bien diseñado, la mayoría de los fabricantes se enfrentan a problemas similares. La mayoría de las implementaciones MES comenzaron hace más de una década, cuando la brecha TI/OT aún era amplia y requería mucho cableado duro. Como resultado, y para asegurar operaciones ininterrumpidas, agregar o evolucionar funcionalidad aún está atado a ciclos de lanzamiento/actualización de varios años. En segundo lugar, la mayoría de las soluciones MES fueron arquitectadas en un momento en que los patrones estándar actuales que hacen que las soluciones de software sean tanto flexibles como escalables, en la nube o en las instalaciones, aún estaban en la infancia.

Al hablar con ejecutivos de producción, enfatizan dos requisitos principales para la gestión de operaciones de manufactura:

1. Para mantener operaciones más complejas y de rápido cambio bajo control, necesitan visibilidad de extremo a extremo, a través de los límites de los sistemas. Para tomar las decisiones correctas, no solo necesitan datos de producción en tiempo real, sino también en el contexto de datos maestros provenientes del PLM o ERP.
2. Para lidiar con el ritmo creciente de cambio, necesitan una columna vertebral estable, pero también la capacidad de extenderla flexiblemente con aplicaciones específicas de problemas que eventualmente enriquecerán el sistema central.

Además de su papel tradicional, el MES entonces necesita proporcionar capacidades de integración, analítica y desarrollo de aplicaciones flexibles y poderosas, todas las cuales claramente no fue arquitectado para.

El papel de IoT

Desarrolladas primero para conectar productos y ofrecer servicios que los extiendan, las plataformas IoT —como GE Predix, Siemens Mindsphere o PTC Thingworx— empaquetan estas capacidades en una solución integrada, generalmente fácilmente accesible en la nube. Muchos fabricantes luego las seleccionaron para desarrollar soluciones puntuales, explorando el potencial de IoT y analítica de big data para optimizar sus operaciones.

Pequeñas startups también vieron la oportunidad y usaron estas plataformas para ofrecer soluciones empaquetadas en áreas de mantenimiento predictivo, gestión de rendimiento de activos y optimización de producción. Finalmente, los principales actores de la nube también han comenzado a ofrecer marcos específicos de IoT que proporcionan todas las funciones base, desde conectividad de planta hasta aprendizaje automático.

La mayoría de clientes manufactureros con los que nos relacionamos están en la misma coyuntura. Proyectos piloto iniciales de prueba de concepto han demostrado que ahorros significativos podían lograrse en confiabilidad, rendimiento o eficiencia general de activos e incluso líneas de producción completas. Además, tales proyectos piloto también demostraron la flexibilidad de las plataformas IoT, permitiéndoles acortar drásticamente el tiempo para desarrollar soluciones puntuales a una variedad de desafíos operacionales. Pero, estos pilotos mayormente bottom-up a menudo llevaron a la proliferación de tecnologías incompatibles, a veces llevando a los CIOs a intervenir para detener costos descontrolados y problemas de seguridad.

La pregunta que nos hacen mucho es cómo escalar más allá de esos experimentos, evitando la proliferación tecnológica pero sin sofocar la innovación de procesos local.

No solo tecnología

Los proyectos piloto también han confirmado que I4.0 es una transformación mucho más profunda que desplegar automatización más inteligente. Optimizar operaciones sobre la marcha, basadas en datos, es una evolución profunda de la cultura de gestión. El gerente de producción, cuyo valor está en su comprensión intuitiva de las operaciones, debe aceptar que la analítica apoyará y mejorará su intuición y la automatizará progresivamente.

Similar a cómo el impulso de automatización de I3.0 requirió que el soldador evolucionara hacia programador de robots, usando tecnologías avanzadas para hacer robots más inteligentes y autónomos, I4.0 significa la misma evolución para la gestión de producción. Comparado con gastar el 80% de su tiempo corriendo la fábrica, su rol requerirá afinar un sistema que lo hará aún más inteligente y eventualmente autónomo.

Si cree que esta es una transformación trivial, en su próxima visita a fábrica, verifique si el tablero de producción recientemente desplegado realmente refleja la realidad del piso de fábrica y se usa para impulsar la producción. Pero en unos pocos casos raros, el supervisor aún explicará convincentemente por qué todavía necesita su propia hoja de cálculo XL para impulsar operaciones y dirigir la reunión diaria de producción.

Excavando más profundo, encontrará que sus últimas solicitudes por un par más de sensores y analítica simple para entender mejor un problema persistente tomó 6 meses en cumplirse y que automatizar la solución que finalmente resolvió no será posible debido al costo y el tiempo que tomaría basado en el panorama TI/OT existente.

El MES del futuro

En todas las industrias, los CIOs ahora están considerando un futuro donde MES y plataformas IoT serían desplegados lado a lado e integrados con el tiempo en una plataforma flexible y escalable que pueda soportar sus estrategias I4.0 en la próxima década(s).

Si bien el estado inicial de las empresas es bastante diferente, la dirección general es bastante similar. Primero, despejar el MES de desarrollos específicos y desplegar un sistema central simplificado, enfocado en el lado procedimental de operaciones, estrechamente integrado con el ERP, incluyendo requisitos de informes estándar/regulatorios. Volver a una implementación estándar "sin modificaciones" limita costos mientras permite aprovechar la innovación del proveedor a través de actualizaciones regulares. La dirección general siendo hacia más apertura, basada en estándares de nube, los sistemas MES también se volverán más fáciles de integrar en arquitecturas modernas. Segundo, aprovechar la plataforma IoT para desarrollar aplicaciones de monitoreo de rendimiento y optimización que requieren evolución constante y un ciclo de vida mucho más rápido. La plataforma se usa para entender, resolver y calificar problemas precisos, la solución calificada alimentando entonces los requisitos para la próxima versión de MES. Obviamente no duele si la plataforma también permite implementar una solución temporal para comenzar a pagar la actualización.

Cuando se apoya adecuadamente con las inversiones correctas para desarrollar las nuevas habilidades mencionadas anteriormente, el despliegue de una plataforma IoT puede entonces acelerar significativamente la transformación I4.0. La creación de un equipo de datos dedicado, que comprenda tanto expertos en procesos con visión de futuro como científicos de datos que puedan ir de planta en planta para apoyar pilotos y despliegues, es un área donde la mayoría de los líderes han invertido. Algunos de estos equipos de datos también incluyen equipos de desarrollo ágil que pueden producir lanzamientos sucesivos de aplicaciones abordando problemas de alto impacto, en estrecha colaboración con ingenieros de proceso y supervisores de producción.

Desarrollar patrones de arquitectura que permitan integración sin fisuras entre implementaciones MES comerciales y aplicaciones analíticas personalizadas basadas en plataforma es un eje mayor de co-innovación con clientes líderes. La buena noticia es que esos son los mismos patrones que hemos desplegado exitosamente en el front-end de negocios alrededor de paquetes CRM.

Equipos multidisciplinarios de ingenieros de proceso, científicos de datos y arquitectos de nube están explorando las posibilidades de llegar al estado de operaciones autónomas una aplicación a la vez, aprovechando el poder de tecnologías de nube. En un futuro no tan lejano, la noción de Tienda de Aplicaciones de Manufactura puede muy bien convertirse en realidad.

Por Pascal Brosset, CTO Manufactura Digital, de Capgemini