Cómo el IoT está revolucionando las operaciones de la fábrica inteligente

Durante mucho tiempo, el Internet de las Cosas (IoT) se asoció con traer la ciencia ficción a nuestros hogares: la nevera que reordena su propia comida, seleccionar música o televisión por voz en lugar de mando a distancia, controlar luces y calefacción desde cualquier lugar del mundo usando un móvil. Con dispositivos como el Amazon Echo responsables de enormes ventas, en realidad estamos bastante cerca de esa visión del futuro (¡todavía a nadie le importan las neveras inteligentes!). Pero más significativamente, el IoT tiene un trabajo mayor en manos; está reinventando los negocios manufactureros.

La fábrica inteligente e Industria 4.0

«Debemos lidiar rápidamente con la fusión del mundo online y el mundo de la producción industrial. En Alemania, lo llamamos Industrie 4.0». Angela Merkel, Canciller de Alemania.

La fábrica inteligente / Industria 4.0 está aquí. La fábrica inteligente usa tecnología para unir maquinaria, personas, proveedores y clientes para un trabajo más eficiente. Va más allá de la manufactura esbelta, donde el enfoque es puramente la eficiencia de fabricación. Inteligente se refiere a pensamiento unido a través del negocio, para que la retroalimentación del cliente pueda llevar un nuevo producto a producción más rápido, un fallo de producción puede abordarse inmediatamente —o incluso anticiparse antes de que ocurra—, el downtime de maquinaria puede predecirse y gestionarse. El advenimiento de big data, analítica predictiva y almacenamiento en la nube junto con avances en automatización y la popularización de dispositivos conectados significa que las fábricas se están transformando de bestias mecánicas masivas en organizaciones de procesos ágiles, impulsadas por inteligencia y centradas en TI.

La nueva cadena de valor

Los avances masivos en estas tecnologías han traído lo que se denomina «la cuarta revolución industrial». La cadena de valor tal como la conocíamos (conocíamos) está hoy obsoleta; ahora la fábrica inteligente puede conectar cada elemento de la cadena de valor, tanto actividades de soporte como primarias y procesos, para análisis unido automatizado y acciones rápidas. Marketing, producción y recepción de mercancías ahora pueden trabajar sin problemas juntos para satisfacer la demanda del mercado de una manera totalmente nueva.

El fabricante de tecnología Flex comenta: «Mientras que el sistema actual de cadena de suministro consiste en varios pasos —marketing, desarrollo de producto, fabricación y distribución— que ocurren independientemente unos de otros, la fabricación inteligente podría agilizar el tiempo, esfuerzo y comunicación entre cada paso, creando un servicio más rápido y fiable… Ahora tenemos un nuevo conjunto de clientes que vienen a nosotros con un boceto de una idea de producto. Nos piden a Flex que lo diseñe. Para nosotros, esto está impulsando una necesidad de nuevas formas de trabajar, nuevos procesos en el espacio de fabricación.»

Beneficios

El pensamiento unido está muy bien —cualquier médico le dirá el beneficio de un enfoque multidisciplinario para tratar pacientes— pero el beneficio de cualquier inversión empresarial necesita ser mayor que la entrada. Entonces, ¿cuáles son los beneficios de crear un entorno de fábrica inteligente?

1. Mayor flexibilidad con impacto ambiental reducido
   La interconexión de producción e información permite a los sitios de fabricación moverse hacia un rendimiento óptimo, llevando a un tiempo de comercialización más corto y una producción de residuos muy reducida.
2. Calidad aumentada y costes reducidos
   El desarrollo de máquinas auto-configurables significa que tareas cada vez más difíciles pueden ser realizadas por máquinas para entregar ahorros de costes y bienes y servicios de mejor calidad.
3. Mantenerse competitivo
   Con el ritmo de avance y la accesibilidad para todos los tamaños de empresa, no invertir en la revolución digital podría dejarle atrás.

La investigación de Capgemini «Fábricas inteligentes: ¿Cómo pueden los fabricantes realizar el potencial de la revolución industrial digital» (mayo 2017) resumió sus hallazgos clave:

• Las fábricas inteligentes podrían añadir 500.000 a 1,5 billones de dólares en valor añadido a la economía global en cinco años.
• Los fabricantes predicen que la eficiencia general crecerá anualmente durante los próximos cinco años a 7 veces la tasa de crecimiento desde 1990.
• Capgemini estima que las fábricas inteligentes pueden casi duplicar el beneficio operativo y el margen para un fabricante OEM automotriz promedio.

Cisco también comenta: «Las tecnologías IoT están conectando nuevos dispositivos, sensores, máquinas y otros activos juntos.... Los primeros adoptantes ya están viendo grandes reducciones en downtime de equipos (del 15 al 95%), desperdicio de proceso y consumo de energía en fábricas.» Chris Steck, Jefe de Estandarización, IoT e Industrias.

La fábrica pensante

¿Puede una fábrica realmente percibir, pensar y reaccionar? Claramente no es una cosa viva y respirante, pero la tecnología está ahí para que los datos sean procesados, analizados (según reglas y umbrales preprogramados), y se produzcan acciones para seguimiento. Sensores de maquinaria, sistemas de gestión de experiencia del cliente, regulaciones de salud y seguridad; todas estas cosas pueden producir datos que pueden ser monitorizados y procesados sin esfuerzo. Se acabaron los días de las comprobaciones semanales de máquinas por ingenieros, equipos de servicio al cliente lidiando con problemas en una burbuja, procesos de fabricación necesitando meses —o incluso años— para cambiar en respuesta a retroalimentación.

Analítica predictiva para mantenimiento

Tener la capacidad de monitorizar constantemente maquinaria y componentes en lugar de esperar a que un ingeniero haga sus rondas, se puede construir una imagen a largo plazo de cualquier tendencia y cualquier acontecimiento inusual, con el objetivo de reducir downtime no planificado, extender los periodos entre mantenimientos programados y basar decisiones de valor de chatarra y timing en la salud de la máquina en lugar de usar un cálculo basado en edad. Conectar dispositivos de producción como sensores de maquinaria, motores e interruptores para enviar datos en tiempo real permite monitorización y análisis constante para proporcionar insights accionables, con el objetivo de entender mejor la salud de la maquinaria y habilitar un enfoque en tiempo real para mantenimiento y gestión.

En respuesta a la demanda, fabricantes de componentes y maquinaria ahora equipan nueva maquinaria con sensores habilitados para IoT, mientras que el mercado de retrofit sigue creciendo y desarrollándose. Ser capaz de capturar datos de maquinaria es crítico para predecir downtime, fallos y vida útil restante (prognóstica). Este enfoque de mantenimiento predictivo sustenta la fábrica inteligente, permitiendo eficiencia en control de stock, entrega y tiempo de comercialización, calidad aumentada y agilidad para responder a requisitos cambiantes.

Otro habilitador de fábrica inteligente es la escalabilidad. No necesita rediseñar toda la fábrica para empezar, puede comenzar con sensores básicos en un pequeño número de máquinas y construir el caso de Retorno de Inversión desde ahí. Si le gustan los resultados, puede agregar más sensores, más procesos, más automatización, más análisis automatizado.

Desafíos

Como con todas las revoluciones industriales, la cuarta revolución industrial viene con su propio conjunto de desafíos. Empleadores y empleados deben ajustar sus mentalidades para acomodar los nuevos conjuntos de habilidades requeridos, la redefinición de la estructura empresarial y, de hecho, el cambio cultural para convertirse en una operación ágil e impulsada por inteligencia.

La amenaza de ciberataques sigue siendo de alto perfil, con recientes ataques de ransomware y malware en titulares en Renault (Francia), el NHS (Reino Unido) y Cadbury's (Australia) entre otros —esta es una amenaza que no reconoce fronteras geográficas ni sectores industriales. Esta es una de las nuevas reglas en nuestras vidas cada vez más conectadas.

El crecimiento del IoT y la fábrica inteligente está impulsado en gran medida por el foco en técnicas de manufactura avanzada, pero la presión aumentada sobre el consumo de energía, regulaciones sobre residuos y un énfasis creciente en credenciales ambientales también construyen un caso sólido para maximizar la eficiencia operativa y la agilidad, haciéndolo más que simplemente aspiracional; es el futuro del negocio.

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