El término “Industria 4.0” se acuñó hace más de diez años para describir las revolucionarias ganancias de eficiencia que podrían lograrse mediante la digitalización de las operaciones de fabricación. Si bien muchos fabricantes han dado pasos iniciales para experimentar e implementar nuevas tecnologías, la mayoría aún no se ha dado cuenta de las mejoras anticipadas de la Industria 4.0. También ha quedado claro que diversos desafíos tecnológicos y organizativos hacen que la digitalización de la fabricación sea más compleja de lo esperado inicialmente.
Universal Robots ha ayudado a una amplia gama de fabricantes globales, mexicanos y latinoamericanos a estructurar sus esfuerzos de Industria 4.0 y desarrollar una estrategia y una visión claras para aprovechar los beneficios de las tecnologías de fabricación digital. Estas empresas tienen múltiples atributos en común.
En primer lugar, tienen una buena comprensión de su punto de partida y una estrategia holística hacia la Industria 4.0 que considera las realidades del mercado. En segundo lugar, tienen una priorización clara de los casos de uso de fabricación digital, un equipo de fabricación avanzada multifuncional dedicado, un panorama de objetivos claro de TI/OT y un fuerte enfoque en el desarrollo de capacidades de los empleados. Esto ayuda a los líderes a centrar las inversiones en soluciones que generen el mayor valor y a retirar fondos de proyectos que no generan un determinado retorno de la inversión.
Las empresas menos maduras de las industrias manufactureras pueden aprender de estas mejores prácticas y desarrollar su propia visión y estrategia integral para acelerar su viaje hacia la “Industria 4.0”.
1. El estado actual de la Industria 4.0
La “Industria 4.0”, o la digitalización de la fabricación, es un componente clave de la fabricación de próxima generación. Permite un mayor grado de automatización en el camino hacia una producción totalmente autónoma. Los fabricantes han invertido mucho tiempo y recursos en desarrollar las capacidades necesarias e identificar, desarrollar e implementar casos de uso dentro de sus plantas de producción. La industria automotriz, en particular, ha estado impulsando la digitalización en la fabricación y a menudo se la considera líder (junto con la industria de semiconductores) en lo que respecta a su implementación.
Sin embargo, a medida que se exploran más y más casos de uso, ha quedado claro que el camino hacia una producción totalmente digitalizada o autónoma será más empinado de lo esperado. Varios desafíos tecnológicos y organizativos limitan la velocidad a la que se pueden transformar los sitios de fabricación.
2. ¿Qué casos de uso de la “Industria 4.0″ ofrecen el mayor valor?
Existe una amplia gama de casos de uso de fabricación digital (muchos de los cuales son específicos de la industria y del proceso de fabricación). Hemos estructurado estos casos de uso en siete arquetipos distintos. La mayoría de los fabricantes han experimentado al menos con un caso de uso de cada arquetipo, pero se da prioridad a los seis casos de uso que proporcionan el mayor valor inmediato: optimización de parámetros en proceso (en tiempo real); monitoreo de condición y mantenimiento predictivo; inspección automatizada basada en visión; inspección basada en datos de procesos; manipulación autónoma de materiales en intralogística; y seguimiento del transporte a lo largo de la cadena de suministro. Estos casos de uso representan una gran parte de la inversión en fabricación digital de las empresas.
3. ¿Cómo maximizan los líderes de la Industria 4.0 los beneficios de los casos de uso?
El desarrollo y la implementación de nuevos casos de uso de fabricación digital rara vez son sencillos. Requiere soluciones a diversos desafíos técnicos y organizativos. Utilizamos nuestras conversaciones con clientes y expertos del mercado con sede en América para comprender mejor 1) la configuración organizacional y el modelo operativo, y 2) la arquitectura de TI/OT en la que confían los mejores jugadores de su clase para enfrentar estos desafíos.
Si bien las configuraciones concretas varían de una empresa a otra, está claro que tres elementos (hardware/casos de uso; software/datos y análisis; organización) deben abordarse simultáneamente para obtener todos los beneficios. de la Industria 4.0. Las mejores empresas comparten esa visión y tienen un plan similar para la implementación de casos de uso de la Industria 4.0.
4. Qué podemos aprender de los líderes de la Industria 4.0
Las industrias de la automoción y de los semiconductores se consideran pioneras en términos de fabricación digital. Si bien no todos los casos de uso son transferibles, su enfoque general es fácilmente transferible y funciona para fabricantes de todas las industrias. Hay cinco conclusiones clave que las empresas deberían incorporar en su estrategia de Industria 4.0.
- Visión realista: Para definir una estrategia integral de fabricación digital, las empresas deben primero identificar su punto de partida y luego desarrollar un marco para evaluar y priorizar los casos de uso y los recursos disponibles. En base a eso, deben definir su visión individual de la Industria 4.0 y el cronograma para lograrla.
- Priorización clara de casos de uso y recursos: Priorizar los casos de uso y los recursos es necesario para lograr un impacto real y requiere una cuantificación del valor que agregan y un caso de negocio para el caso de uso de fabricación digital determinado.
Los casos de uso que agregan valor sustancial generalmente exhiben una madurez técnica relativamente avanzada, que permite una implementación rápida, o un proceso o máquina altamente estandarizado que permite una alta escalabilidad.
- Organización hub and spoke: Para impulsar la identificación, priorización e implementación de casos de uso rápidamente y sin redundancias, es necesario un enfoque centralizado (hub-and-spoke). Una unidad central no puede vincularse únicamente a TI o a la producción: debe combinar ambos conjuntos de capacidades.
Si bien es inevitable una estrecha cooperación entre el departamento central de fabricación digital y la planta, la unidad también necesita la autoridad necesaria para impulsar el desarrollo y tomar decisiones finales.
- Talento y Formación: La eficacia optimizada de los equipos y el tiempo de actividad en plantas altamente automatizadas requerirán que las empresas vuelvan a capacitar a los operadores y técnicos y establezcan habilidades de fabricación avanzadas para trabajar con equipos automatizados.
Las empresas líderes están trabajando en programas de cualificación, a menudo con instituciones educativas locales; surgirán nuevos roles dentro de la organización manufacturera; y también será necesario mejorar las cualificaciones de los empleos administrativos. Las empresas líderes ya han iniciado programas y están viendo mejoras en innovación, agilidad/tiempo de comercialización, enfoque en el cliente y capacidad de reaccionar ante eventos imprevistos.
- Panorama objetivo y hoja de ruta de TI/OT: Si bien se necesita un enfoque centrado en casos de uso para desarrollar conocimientos y lograr resultados desde el principio, una vez que se alcanza un cierto nivel de madurez, es necesaria una estrategia clara de fabricación digital (que incluya un panorama objetivo de TI/OT y una hoja de ruta de implementación) una vez que se alcanza un cierto nivel de madurez, para ayudar a evitar la acumulación redundante de infraestructura e interfaces de TI para diferentes casos de uso.
¿Hacia dónde deben dirigirse las industrias en México y Latam?
Los actores líderes de la Industria 4.0 siguen una estrategia clara de tres puntos para impulsar la digitalización de la fabricación. En primer lugar, comprenden su punto de partida en el contexto de su entorno industrial y las posibilidades de las soluciones de fabricación digital y han obtenido una visión clara que considera las realidades del mercado. En segundo lugar, una unidad de fabricación digital dedicada con un modelo operativo claro garantiza que los recursos se asignen de manera óptima y que las capacidades necesarias estén disponibles. Las empresas pueden centrar sus inversiones en infraestructura troncal para seguir siendo competitivas y en iniciativas que proporcionen el mayor retorno de la inversión. En tercer lugar, un panorama objetivo de TI/OT simplifica la implementación y el mantenimiento posterior de los casos de uso implementados.
Por Denis Pineda, Gerente General en Universal Robots
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