Las 3 principales tendencias de fabricación digital que moldearán 2020

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

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

Debido a una miríada de desafíos, la industria manufacturera ha sido lenta en adoptar esfuerzos de digitalización a gran escala. Los pocos líderes que se aventuraron en la frontera de la transformación digital han sentado las bases para que el resto siga.

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

Los fabricantes en el pasado han sido lentos en adoptar nuevas tecnologías, pero 2020 probablemente será un año de adopción digital generalizada. Las chispas han prendido, y con valores atípicos desafiando el status quo, la industria está siendo empujada hacia adelante.

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

Los ingenieros son en su núcleo abiertos a la innovación y la tecnología. Al mismo tiempo, la naturaleza del proceso requiere que colaboren 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 incrustar esfuerzos de ahorro de tiempo, energía y dinero a lo largo del proceso de producción.

Aquí están las tres principales tecnologías impulsoras que esperamos ver en 2020, y cómo empoderarán a los ingenieros:

Online y On-Demand

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

Al crear un ecosistema de fabricantes de calidad, todo lo que los ingenieros tienen que hacer para conseguir piezas fabricadas es subir sus diseños asistidos por computadora (CAD), especificando material, acabado superficial, agujeros roscados, tolerancias y plazo de entrega a la nube. 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 3D de plásticos y metales, las empresas de fabricación on-demand online están ofreciendo suites con una variedad de procesos, incluyendo 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 online, la producción de piezas on-demand se convierte en un método de fabricación más viable.

Aunque esta industria aún está en pañales, el potencial que desbloquea para los ingenieros es enorme. Tradicionalmente, la producción de piezas se ha visto obstaculizada por largos plazos para aprobar la cotización, transporte internacional y la necesidad de pedidos mínimos de alta cantidad, todos los cuales aumentan el coste y el tiempo de inactividad. Al reducir estas barreras, la fabricación on-demand online permite a los ingenieros entregar sin comprometer su diseño.

En el próximo año, esperamos ver a más ingenieros recurriendo a la fabricación on-demand como forma de resolver puntos de dolor mayores. Es probable que esto conduzca a una mayor competencia en esta industria, así como a una consolidación de líderes de mercado en general. Esto finalmente impulsará a las plataformas a adoptar nuevos materiales y atraer más fabricantes a la red distribuida, llevando a mayor elección para ingenieros, menos tiempo de inactividad y menores costes.

Más alianzas, joint ventures

Los fabricantes han encontrado difícil ir más allá de la fase de prueba de sus estrategias de digitalización, debido a su gran tamaño, cadenas de suministro globalizadas y falta de objetivos claros. Si bien esto está comenzando a cambiar, las grandes organizaciones típicamente rezagan cuando se trata de adoptar mentalidades verdaderamente digitales en sus filas. Los tomadores de decisiones son conscientes de esto, y buscan traer experiencia digital de todo su ecosistema.

«A medida que los fabricantes piensan en construir agilidad en sus cadenas de suministro, hay una creciente realización de que estos esfuerzos no pueden ocurrir en aislamiento», afirma el Panorama de la Industria Manufacturera 2020 de Deloitte. «La necesidad de cultivar un ecosistema fuerte es una tendencia que ha surgido, y nuestra investigación muestra que es una estrategia cada vez más efectiva para fabricantes, especialmente en lo que respecta al impulso digital».

Según Deloitte, esta tendencia probablemente se desarrollará en el próximo año de dos formas distintas. Primero, las fábricas inteligentes —aquellas en la vanguardia de la transición digital— están viendo los beneficios de alianzas a través de sus ecosistemas, creando nuevos modelos de negocio y valor para clientes a una tasa significativamente mayor que sus competidores. Los rezagados que han sido reacios a moverse ahora buscan replicar este éxito en sus propias empresas. Segundo, aquellos que empujan la frontera no han terminado aún, y es probable que continúen expandiendo sus propios ecosistemas como medio para obtener capacidades que no tienen internamente.

Muchos líderes de mercado están usando esta estrategia para avanzar su visión digital. Pero dado el valor premium relativo de las capacidades digitales en el mercado, Deloitte sugiere: «es más probable que 2020 traiga alianzas y joint ventures en lugar de adquisiciones directas».

El acceso a un ecosistema externo de socios es esencial para llenar los grandes déficits de talento y capacidad que muchos fabricantes están experimentando. Así, es probable que veamos un año de alianzas entre grandes empresas y scale-ups digitales innovadores. Los ingenieros se beneficiarán de un enfoque creciente en la experiencia de usuario, comunicación interna y viajes de cliente simplificados.

Impresión 3D

Lo que comenzó como una tecnología usada principalmente para prototipado ha evolucionado hasta convertirse 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, «la impresión 3D está evolucionando como una alternativa practicable tanto para desarrollo de producto como para fabricación convencional», según un white paper de PwC de finales del año pasado.

En los últimos años, la llegada de nuevos materiales ha impulsado la industria hacia adelante, y las aplicaciones están explotando. Originalmente, solo una pequeña selección de plásticos estaba disponible para usar en proyectos de impresión. Hoy, la adición de materiales como hormigón, metal y tinta de nanopartículas ha expandido el potencial de innovación exponencialmente.

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

• El primer corazón humano impreso en 3D, impreso en Israel este año. Investigadores de la Universidad de Tel Aviv produjeron el corazón vascularizado ingenierizado usando células propias del paciente y materiales biológicos.
• La Universidad de Maine completó recientemente el barco impreso en 3D más grande, un crucero de dos toneladas y 7,5 metros, incluyendo la pieza sólida impresa en 3D más grande jamás hecha.
• El motor del Crew Dragon de SpaceX fue fabricado enteramente con impresión 3D de metal. Diseñado para ser el vehículo espacial tripulado más seguro jamás construido, la nave ha completado 16 misiones hacia y desde la Estación Espacial Internacional.
• El precio de imprimir casas enteras in situ ha caído drásticamente a entre 4.000 y 10.000 dólares, proporcionando acceso a vivienda segura y asequible a quienes la necesitan.

Aunque las tecnologías de impresión 3D para materiales como metal y hormigón han sido relativamente caras en años recientes, una corriente continua de innovaciones ha comenzado a integrarlas en el proceso de producción principal.

A medida que las propias impresoras avanzan a un ritmo rápido, se acercan a lo que la industria considera el Santo Grial de la impresión 3D: impresión multi-material, que permitirá a los ingenieros diseñar usando una combinación de filamentos.

Este método de impresión está preparado para desbloquear el mayor valor de todas las técnicas de impresión 3D. Se han dado pasos para introducir la impresión multi-material en un entorno de prototipado, y la tecnología parece lista para avanzar hacia uso comercial en el próximo año o dos.

A largo plazo, estos avances darán a los ingenieros mayor libertad de diseño, impulsarán la productividad del prototipado y harán la entrega más efectiva. La evolución en materiales y la maquinaria misma tiene a expertos prediciendo que la industria de impresión 3D crecerá en valor a más de 50.000 millones de dólares para 2026. Añada a esto la industria de fabricación on-demand en rápida expansión y la probabilidad de nuevas alianzas en general, y estamos empezando a ver 2020 como la línea base del proceso de digitalización acelerada de la industria manufacturera.

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