Industria 4.0: Habilidades clave para la fuerza laboral de fábrica inteligente

¿Qué sucede cuando los mundos de TI y OT tienen que alinearse más estrechamente que nunca? Hablamos con fabricantes en ambos lados de la ecuación sobre las habilidades necesarias para trabajadores de "fábrica inteligente" y las barreras culturales que han limitado la adopción a gran escala hasta la fecha.

Los especialistas en marketing de la industria llaman a la fábrica inteligente o fabricación inteligente la "convergencia" entre tecnología de la información y tecnología operativa. Analistas y consultores pronostican el futuro de la fabricación, y es decididamente digital.

El 40 % de la fuerza laboral se está jubilando o alcanzando edad de jubilación en los próximos tres a cinco años, lo cual es enorme, dice la Dra. Irene Petrick, directora senior de innovación industrial en el grupo de internet de las cosas en Intel, en una entrevista con Better MRO. La automatización será una necesidad.

La mayoría de las empresas hoy, a pesar de invertir en nuevas tecnologías, aún no están cerca de la promesa de la Industria 4.0 donde hay una integración completa de una cadena de suministro optimizada unida a la planta de fábrica y entrega a tiempo, dice Mike Yost, asesor de divulgación para The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII), en una entrevista con Better MRO.

La realidad es que muchas empresas están haciendo mucho de 'inteligente' hoy y lo han estado haciendo, dice Yost. Me vuelve loco lo fragmentados que estamos en la industria en el lenguaje que usamos… Hay un peligro en definir estos términos y pensar que son un destino final… Ahora estamos evolucionando en cada dimensión, pero nadie lo está haciendo todo.

¿Por qué? Es realmente complicado.

Conclusión: La cautela entre los fabricantes al volverse digitales no se trata de falta de alineación estratégica interna y enfoque a corto plazo. El mundo de la fabricación es complejo, dice Stephen Gold, presidente y CEO de Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation (MAPI) en el artículo de 2018 "Manufacturers are Behind in Industry 4.0—and for Good Reason".

¿Está ocurriendo mantenimiento predictivo más preciso y exacto? Sí. Sistemas automatizados, como vehículos guiados autónomos e inteligencia artificial, están abriéndose camino a la celda de máquina y piso de almacén.

El software se está volviendo más inteligente en las máquinas. Mazak, por ejemplo, ahora tiene una opción de sistema de monitoreo de salud del husillo para sus centros de mecanizado horizontales. Makino ha mostrado tecnología de comando de voz para operaciones de máquina desarrollada por la startup iT SpeeX.

Hay innumerables piezas en este rompecabezas, y la pieza tecnológica probablemente no sea la más difícil de resolver, dice Gold. Si bien las empresas manufactureras pueden diferir dramáticamente… todas comparten ciertas características, como cadenas de suministro cada vez más complejas, usar activos de producción por décadas antes de reemplazo, y la necesidad muy real de evitar tiempo de inactividad de producción a toda costa.

Los líderes empresariales en fabricación han estado oyendo sobre "tener los datos correctos en el momento correcto" por 25 años o más, aunque, dice Yost.

¿Cuál es la diferencia hoy? Hay muchas más herramientas de software digital e inteligencia, sondas y sensores inteligentes en el kit que pueden usarse para ayudar a los fabricantes a alcanzar sus metas de competitividad y eficiencia que nunca antes. Han llegado nuevos materiales —y nuevas formas de fabricación por impresión 3D o técnicas "aditivas".

Con eso, se necesitan nuevas habilidades híbridas que combinen experiencia en tecnología operativa y de mecanizado con habilidades digitales y de datos.

¿Qué habilidades se necesitan para la fabricación inteligente?

Necesitarán entender datos, ser capaces de analizarlos y usar pensamiento estadístico hacia ellos, dice Petrick. Los datos necesitan impulsar acción para ser útiles.

Petrick lidera la investigación en Intel enfocada en la brecha OT y TI —y puede estudiar a Intel como fabricante y empresa tecnológica. El año pasado, la empresa publicó la investigación "Industry 4.0 Demands the Co-Evolution of Workers and Manufacturing Operations", que encuestó a 145 participantes.

Pero también necesitarán confiar en la verdadera imagen de datos que ven en un tablero… La desconfianza es un hallazgo principal de nuestra investigación, dice.

Petrick cree que las habilidades de un científico de datos serán demandadas, pero serán difíciles de conseguir. Ya lo son hoy. Habilidades adicionales incluyen: experiencia técnica en robótica y automatización, virtualización, programación avanzada, visión avanzada (cámaras), simulación de robótica colaborativa y aplicaciones de realidad aumentada.

Pongamos "entender datos" en más contexto: Cuando tiene la capacidad de monitorear un gran volumen de señales inteligentes, ¿cómo separa las anomalías?

Sin duda, las fábricas inteligentes de la Industria 4.0 dependerán fuertemente de datos. Los trabajadores necesitarán las habilidades para ayudar a encontrar las anomalías, definir qué datos son los "correctos" para monitorear —y crear los failovers apropiados que activen rutas de producción alternativas y contingencias.

Los trabajadores necesitarán habilidades de resolución crítica de problemas, y ser capaces de identificar los problemas antes de resolverlos, dice Yost.

¿Hacia dónde se dirigen las cosas a nivel de máquina? Lea "Pregunte a un experto: Profesor de Georgia Tech sobre el futuro del mecanizado".

Esto no es una tarea fácil dada la brecha de habilidades. Esto no quiere decir que los trabajadores experimentados de planta carezcan de estas habilidades hoy. Tampoco significa que el nuevo talento no entienda tecnologías y técnicas previas.

Pero, ¿qué pasa cuando aquellos con más experiencia en OT ya no están trabajando?

Los futuros trabajadores que entran al entorno de fabricación son nativos digitales que están cómodos con —y esperan— datos, para impulsar transparencia. Sin embargo, estos nativos digitales carecen de experiencia de producción, escribe Petrick en un artículo para IndustryWeek. La fuerza laboral actual posee experiencia de producción, pero carece de conocimiento de datos. Necesitamos programas de capacitación que vinculen estas dos poblaciones y sus sistemas de creencias para implementar la futura fábrica inteligente.

Otras habilidades de fabricación inteligente necesarias: Colaboración

Basado en la investigación de Intel, Petrick descubrió que los desafíos culturales entre TI y OT son los mayores obstáculos que enfrentan los fabricantes.

Hay filosofías profundamente arraigadas en ambos lados, y son difíciles de combinar, dice. Las empresas necesitan involucrar a todas las partes interesadas en esta transformación —y tener expertos en la mesa de todos los lados.

Significa colaborar, asociar y mentorizar entre grupos de pares —y comunicar y coordinar todo el tiempo. Los ingenieros de proceso necesitan trabajar codo a codo con equipos de TI.

¿Necesita una pregunta técnica respondida? Pregunte al Equipo Técnico de Metalmecánica de MSC en el foro.

Si solo está pensando en eficiencia de proceso, probablemente no esté enfocado en la seguridad de los sistemas, dice Petrick. Por eso, dé un asiento en la mesa a TI.

También requiere un poco más de conocimiento de planificación e integración de sistemas. Puede requerir contratar experiencia externa, como integradores de sistemas que Petrick dice son bien valorados en la industria ya que son agnósticos en tecnología y proveedores.

La tecnología hoy a menudo se adopta sin ningún plan para mantenerla actualizada. Varias fábricas han terminado con máquinas nuevas e interfaces de computadora viejas, nuevos flujos de datos y servidores viejos… dice Intel en su investigación de co-evolución.

Otras habilidades blandas incluyen comunicación y estar comprometido con el aprendizaje continuo y la educación. Sin embargo, parece que muchos fabricantes están rezagados en capacitación.

En programación, configuración, operación y mantenimiento de herramientas y procesos de fabricación inteligente, tiene que ver qué aspectos adicionales necesitan capacitación [los trabajadores], dice Jeannine Kunz, vicepresidenta de Tooling U-SME, en un artículo sobre la brecha de habilidades. Desafortunadamente, la fabricación ha estado por debajo del promedio en inversión en capacitación por empleado.

¿Qué está funcionando hoy en fabricación inteligente?

Predominantemente, las tareas de mantenimiento predictivo están siendo ayudadas por tecnologías inteligentes —lo que ayuda a la flexibilidad de una planta. Cuando conoce el estado de todas sus máquinas y sabe cuándo ocurrirá el fallo, puede reducir dramáticamente el tiempo de inactividad, dice Petrick.

Simplemente, hay más rendimiento que realizar de la profundidad de información disponible.

Cuando tiene más visión sobre lo que puede ajustar, las oportunidades de ahorro de costos y eficiencia se multiplican, dice Petrick.

Pero no necesariamente está ocurriendo en todos los sectores. Los sectores automotriz y de alimentos y bebidas están viendo aumentos notables —y volviéndose "más inteligentes" cada año, según Petrick.

El automotriz está lidiando con personalización masiva de vehículos por consumidores así como presión de dinámicas globales y vehículos autónomos.

La industria alimentaria tiene muchos productos nuevos que fallan, así que los fabricantes de alimentos quieren fallar rápido y ajustar. También tienen la presión adicional del consumidor por ingredientes frescos, así que buscan controles de fabricación más estrictos y quieren más flexibilidad para sacar tiempo de los procesos. Ser inteligente sobre procesos y tecnologías está ayudando.

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