Con el paso de los años, la industria 4.0 no solo ha modificado las plantas actuales al mejorar la efectividad operativa a través de tecnologías nuevas y disruptivas. También ayuda a los fabricantes a desarrollar la próxima generación de modelos de plantas para abordar la evolución de la demanda.
En Universal Robots observamos que la adopción de nuevas y mejores tecnologías impulsan el surgimiento de tres arquetipos de modelos de plantas de próxima generación, todos recurriendo a varias palancas de valor de la industria 4.0, pero cada uno en un grado diferente y con un énfasis diferente, dependiendo de qué segmento y necesidades de demanda aborden:
- Las plantas automatizadas inteligentes abordan la necesidad de productos masivos a bajo costo y están completamente automatizados, digitalizados y altamente rentables. Estas plantas producen grandes volúmenes y productos básicos.
- Las plantas centradas en el cliente abordan los mercados de tendencias. Estas son plantas ultrarrensivas que producen productos altamente personalizados a escala y costo asequible para abordar la tendencia hacia la personalización masiva.
- La planta electrónica en una caja aborda los mercados de nicho y remotos. Esta planta móvil de pequeña escala y baja capacitación puede producir una gama limitada de productos en una nueva ubicación y se puede configurar rápidamente para abordar el nicho de la subescala y los mercados remotos.
Plantas automatizadas inteligentes
En el mercado masivo, 1.8 mil millones de nuevos consumidores en los próximos 10 años impulsarán una gran demanda de productos de bajo costo. Para capturar estas oportunidades, las empresas pueden aprovechar las palancas de la Industria 4.0 para desarrollar una nueva generación de plantas automatizadas inteligentes con características innovadoras.
La cadena de suministro estará integrada de extremo a extremo, permitiendo la transparencia total y la optimización del hilo digital, lo que resulta en procesos automatizados y en su mayoría ininterrumpidos y flujos de material de extremo a extremo.
Además, los robots, que ya ofrecen el potencial de aumentos significativos en la productividad laboral, no solo serán más inteligentes sino también más colaborativas y seguras. La colaboración mejorada de humanos-robot permitirá a los operadores trabajar más de manera más segura junto a los robots en el taller.
La planta proporcionará una productividad muy alta por máquina debido a la capacidad de usar el mantenimiento predictivo para reducir el tiempo de inactividad no planificado y el alto rendimiento de la optimización del rendimiento en tiempo real. La gestión sistemática de las tecnologías disruptivas que aprovechan el hilo digital, como la comunicación IoT y M2M, permitirá, por ejemplo, la visibilidad completa de las operaciones de la planta, el monitoreo y el control remoto, y la optimización en tiempo real.
Según estas tecnologías, la gestión del rendimiento digital desempeñará un papel importante para la programación de producción, el control y la resolución de problemas. Esto será factible no solo dentro de la planta sino en una red global de plantas.
La gestión del hilo digital de extremo a extremo también facilitará el intercambio de información con proveedores y distribuidores, lo que permite una mayor efectividad operativa a través de enfoques como la optimización de la cadena de suministro en tiempo real y la predicción de la demanda basada en datos, lo que reducirá los costos de inventario y mejorará los niveles de servicio debido a una mejor coincidencia entre la oferta y la demanda.
Los productos terminados de las plantas inteligentes automatizadas irán al mercado de masas, mientras que los productos semi-terminados podrían ser “materia prima” para las plantas centradas en el cliente o las plantas electrónicas en una caja.
Plantas centradas en el cliente
La demanda también evolucionará cualitativamente, impulsada por la poderosa tendencia hacia la personalización masiva cada vez mayor. ¿Cómo se pueden servir tantos clientes en un segmento de uno? Es probable que las “plantas centradas en el cliente” cierran la brecha entre una cadena de suministro global e integrada que ya se beneficia de las economías de escala y un enfoque personalizado para la producción y el servicio.
Apalancamiento de las palancas de la industria 4.0, como la fabricación digital, la impresión 3D y la robótica avanzada, estas plantas tendrán una gama de características clave.
Los clientes diseñarán sus productos en línea; la flexibilidad de enrutamiento significa que los modelos se enviarán directamente a la fábrica más adecuada una vez que se haya realizado el pedido. Una cadena de suministro ultraflexible producirá en el modo de tamaño por lotes activado en tiempo real por los pedidos de los clientes, lo que lleva a tiempos de entrega muy cortos. El suministro de insumos y productos semifinados se basará en la predicción de la demanda basada en datos.
Las máquinas serán extremadamente flexibles, diseñadas para minimizar el tiempo de cambio para adaptarse a los cambios en la demanda en términos de volúmenes, especificaciones y otros parámetros. Por lo tanto, a pesar de la flexibilidad, la planta aún podrá proporcionar una productividad muy alta por máquina, ya que las altas tasas de utilización aún se pueden lograr.
Se realizará un uso extenso de impresoras 3D para, por ejemplo, obtener herramientas y moldes personalizados rápidamente para conectarse a las máquinas de línea de producción. Esto aumentará drásticamente la gama de productos que las líneas pueden hacer, abriendo un vasto catálogo de combinaciones para los clientes sin aumentar los inventarios, ya que la impresión 3D se puede hacer in situ.
De acuerdo con diferentes estudios, además será posible comunicarse de manera proactiva con los clientes para proponer productos altamente personalizados y vender servicios basados en estos productos personalizados.
Planta electrónica en una caja
Tanto las plantas automatizadas inteligentes como las plantas centradas en el cliente implican gastos de capital pesados, lo que requerirá volúmenes de producción suficientemente altos y, por lo tanto, la demanda a gran escala es rentable. Pero ¿cómo se pueden abordar el nicho de la subescala y los mercados remotos, como los mercados africanos crecientes, pero altamente fragmentados? Es por eso por lo que surgirá la planta electrónica en una caja, empoderada por las palancas de la industria 4.0, como la impresión 3D.
Estas plantas móviles a pequeña escala y baja captura se pueden establecer rápidamente en nuevas ubicaciones a costos competitivos para producir pequeñas series de productos. Para este tipo de planta, el objetivo general no es solo una efectividad operativa, sino también para aprovechar la Industria 4.0 para aprovechar los nuevos grupos de valores al habilitar las operaciones de la planta en ubicaciones remotas o en mercados que normalmente se considerarían subescala. Las características clave de este tipo de planta se describen a continuación.
La planta electrónica en un cuadro es una instalación prefabricada, ágil y móvil, y potencialmente entregada en contenedores. En su versión de alta gama, la planta electrónica en una caja podría hacer que los clientes se detengan para diseñar sus propios productos en el sitio con la ayuda de especialistas.
Podrían elegir estructuras y materiales, aprovechar las herramientas de simulación y luego volver a recoger su producto en la planta. Por lo tanto, la planta electrónica en una caja será altamente adaptable a las tendencias locales debido a su proximidad a los clientes y al ecosistema local y, lo que, es más, el tiempo de mercado también se reducirá gracias a la proximidad a los proveedores y clientes.
La planta solo estará ligeramente automatizada, pero los operadores pueden aprovechar la tecnología para ayudarlos en su trabajo. Varias palancas de la industria 4.0 también se pueden aplicar en este tipo de planta. Un robot colaborativo, aprovechando la colaboración del robot humano, podría aliviar a los trabajadores de la tensión de las cargas pesadas, además de ser ligero y asequible.
Otro ejemplo es un sistema de fabricación flexible con robots de “plug-and-play” que realizan tareas específicas donde el beneficio es el más alto. La impresión 3D podría usarse para piezas repuestos y personalizadas, reduciendo así los inventarios y al mismo tiempo también reduciendo los costos de carga y eludiendo los aranceles de importación.
El flujo de información de extremo a extremo permitirá que los equipos centrales altamente calificados apoyen la planta electrónica en una caja con análisis de clientes, mejora de procesos, diseño y mantenimiento.
Finalmente, la planta electrónica en una caja está completamente integrada en su ecosistema, produciendo su propia energía, por ejemplo. Por lo tanto, no necesita ubicarse en un área industrial. Puede estar cerca de los centros comerciales y otras áreas convenientes para los clientes.
El ritmo de adopción de estas plantas de próxima generación dependerá de las respuestas a una variedad de preguntas clave, como lo que los clientes valoran en el futuro, qué tan rápido surgen nuevos modelos comerciales, la velocidad de la adopción y convergencia de la tecnología, y cómo las tecnologías Cambiar el papel de las plantas en la cadena de valor. Independientemente del ritmo, está claro que las plantas del futuro diferirán dramáticamente de las de hoy.
Por Denis Pineda, Gerente General de Universal Robots
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