Desentramando la Industria 4.0, una oportunidad para México

La cuarta revolución industrial o Industria 4.0 (I-4.0), que se refiere a la digitalización de todos los sistemas físicos y procesos de una planta, es un concepto cada vez más familiar entre los empresarios, y si bien los países más avanzados, son quienes marcan el paso en esta nueva tendencia, para México representa una gran oportunidad para incursionar en nuevos mercados.

Las tecnologías que componen la I-4.0 (robótica, simulación, sistemas de integración horizontal y vertical, Internet de las cosas, ciberseguridad, la nube, big data, impresión 3D y realidad virtual y aumentada) no son completamente nuevas, pues se empezaron a utilizar en su mayoría desde 2015.

Y aquí es donde hay que hacer una primera distinción, puesto que la I-4.0 no representa el uso de las diferentes tecnologías de manufactura digital mencionadas, sino la manera en que éstas se interconectan a través de las redes y repositorios de información de la empresa y generan un flujo de información digitalizada de sus procesos. 

Esta fluye vertical y horizontalmente dentro de ella mejorando también la transferencia de información con sus clientes y proveedores, agilizando y optimizando procesos, generando sinergias y creando entonces beneficios a la empresa como un todo, dando como resultado una empresa más competitiva y productiva.

A dicha interconexión se le denomina Entramado Digital (ED), un proceso que surge de la necesidad de ser más productivos y eficientes aprovechando las tecnologías digitales –lo que ha permeado desde la industria militar en Estados Unidos y el ambiente industrial de Alemania– para ser aprovechado en procesos de manufactura en sectores como el automotriz, aeronáutico y de plásticos.

El Entramado Digital (ED), como lo describe Conrad Leiva, vicepresidente de estrategias de producto y alianzas de iBaset, se refiere a la estructura de comunicaciones que permite el flujo y acumulación de información y datos de un producto a través de su ciclo de vida con todos los involucrados en el proceso, que incluye etapas como: concepto, diseño, prueba y evaluación, producción, operación y servicios de mantenimiento.

 

Del papel a lo digital

En consecuencia, el Entramado Digital (ED) permite una evaluación completa de las capacidades actuales y futuras del producto o sistema que una fábrica ponga en marcha para tomar mejores decisiones a lo largo de su ciclo de vida. Ayuda a comprender, por lo tanto, cómo debe fluir la información correcta en el lugar y en el momento adecuado.

El Entramado Digital (ED) mejora la eficiencia, velocidad y flexibilidad de los sistemas de producción a través del uso de la digitalización y automatización de procesos y procedimientos de fabricación, que comienza con la concepción y diseño del producto, seguido de la integración digital de los sistemas de diseño con los de manufactura en físico, que a su vez ayuda a implementar la manufactura virtual, y que al mismo tiempo mejora el producto incluso antes de que una parte física sea creada.

Por lo tanto, se puede decir que el ED es la espina dorsal de la fabricación digital y la transformación del diseño de papel a la computadora, pues otorga una plataforma de interacción controlada de información técnica y datos de fabricación del producto con la capacidad de acceder, integrar, transformar y analizar datos de sistemas actualmente aislados, para lograr una mejor toma de decisiones.

Aquí surge otro concepto nuevo que también empieza a penetrar en la industria: el Gemelo Digital (GD).

El GD se refiere, siguiendo la línea que propone Leiva, a la representación digital de un producto, que incluye especificaciones de diseño y modelos de ingeniería, describiendo su geometría, materiales, componentes e incluso su comportamiento. Lo más importante para el ED, es que también incluye datos únicos de construcción y operación del producto que representa.

 

Beneficios del ED para empresas

Peter White, experto del sector aeroespacial de la empresa Capgemini con un extenso currículum en la implementación de tecnología, señala que entre los beneficios que el ED representa para las empresas se encuentran:

• Mejora de la calidad del producto, con una única fuente confiable de datos, que evita errores en la transmisión de especificaciones de ingeniería a lo largo de la cadena de valor.
• Reducción del tiempo de introducción de un nuevo producto al mercado, acortando los tiempos de diseño y de validación del producto y del proceso de manufactura, así como la comunicación de cambios del mismo a lo largo de la cadena de valor.
• Mejora la eficiencia de capturar digitalmente y análisis de datos relacionados a la fabricación de un producto.
• Permite a las empresas brindar nuevos servicios a sus clientes, derivados de la información recolectada sobre el producto.
• Genera procesos de retroalimentación a lo largo del ciclo de vida del producto, que se traducen en análisis, cambios y mejoras en tiempo real.

Solo por mencionar un ejemplo, desde la experiencia de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC), hemos constatado en algunos proyectos de demostración que el uso de herramientas  avanzadas de modelado y simulación en empresas medianas y pequeñas de fabricación de moldes y troqueles, con equipo de cómputo de alto desempeño de ser necesario, logra reducir tiempos y costos del proceso de validación del molde entre un 20 y 30 por ciento.

Esto facilita la corrección de problemas de desempeño aún antes de fabricar el molde, así como abrir nuevas oportunidades de mercado a las empresas del sector.

Por lo anterior, el ED representa una gran oportunidad para empresas mexicanas, sin embargo, antes de incursionar en su integración, es necesario trabajar en primera instancia en la adopción paulatina de las tecnologías, tarea que por sí mismo presenta un desafío.

 

El reto

A nivel mundial, las empresas fabricantes de equipo original (OEM´s) y sus proveedores directos Tier 1 han adaptado nuevas líneas para integrar estas herramientas, con ayuda de proveedores globales de soluciones como Siemens o Dassault y al utilizar maquinaria nueva de múltiples proveedores que ya cuentan con los mecanismos para transferir datos de operación a través del Internet industrial a servidores empresariales para su explotación.

Sin embargo, los proveedores medianos y pequeños no pueden realizar la inversión necesaria para modernizar plantas ni líneas completas de producción, si no que requieren hacerlo gradualmente al incorporar las tecnologías a procesos específicos y capitalizar los beneficios de ello para así proceder a una nueva etapa.

Por otra parte, tanto empresas grandes como pequeñas enfrentan el reto de contar con personal o consultoría calificada en la implantación y operación de estas tecnologías, tanto a nivel de ingenieros como de técnicos.

Por ello, los principales obstáculos para las empresas medianas y pequeñas se relacionan con la falta de conocimiento y capacidades técnicas para implantar y operar estas tecnologías, la existencia de pocos consultores especializados que los apoyen y, sobre todo, el desconocimiento del impacto que pueden tener sobre su competitividad y productividad, que a su vez trae consigo la imposibilidad de establecer un plan de negocios que justifica su adquisición y la capacitación de personal adecuado para su operación.

En Estados Unidos y Canadá, por ejemplo, se han desarrollado programas de apoyo a fin lograr la digitalización de los procesos de empresas medianas y pequeñas para que evolucionen paulatinamente hacia la Industria 4.0., como el Digital Manufacturing and Design Innovation Institute (DMDII) en Estados Unidos y el  Digital Technology Adoption Pilot Program (DTAPP) del Industrial Research Assistance Program (IRAP) de Canadá.

En México, FUMEC, a través de diversas iniciativas apoyadas por la Secretaría de Economía, ha trabajado con empresas medianas y pequeñas para incentivar la adopción gradual de las tecnologías referidas.

FUMEC ha puesto énfasis en impulsar ecosistemas de innovación en México con el apoyo de redes de expertos internacionales, principalmente de Estados Unidos, para acelerar el proceso gradual de adopción de las tecnologías de I-4.0, sobre todo en empresas proveedoras de sectores estratégicos como son automotriz, aeroespacial y los transversales de plásticos y metalmecánica.

Este impulso consiste en programas piloto en empresas, creación de programas de actualización del personal y nuevas carreras para generar recursos humanos especializados en estas tecnologías, así como la creación de centros de apoyo empresarial (centros de productividad/centros de soluciones) orientados al apoyo y consultoría empresarial en sectores específicos como los ya mencionados.

Sin duda, la cuarta revolución industrial es una gran oportunidad para impulsar el desarrollo de México, pues es el inicio de la consolidación de una plataforma que promueve la productividad, crecimiento y diversificación de la manufactura.

 

Metodología para ir hacia la manufactura digital

Como una breve referencia, podemos mencionar una metodología de incorporación gradual a la manufactura digital e I-4.0 que ha resultado exitosa con empresas medianas y pequeñas y que consiste en:

• Diagnóstico empresarial (Visión, mercados, productos y fortalezas y debilidades para seleccionar las tecnologías y áreas de mayor impacto con que se iniciaría la adopción gradual y la elaboración de un plan de trabajo y de negocios para cada etapa evolutiva.
• Trabajo simultáneo en la creación de una plataforma informática (red  y ciberseguridad) que permita a la empresa enlazar los diferentes procesos que se digitalicen.
• Algunas de las áreas a digitalizar pueden incorporarse a través de un proyecto demostrativo o piloto, en el cual un consultor experto se incorpora al equipo de la empresa para trabajar un proyecto específico con las nuevas herramientas propuestas, lo que muestra a la empresa tanto los beneficios que pueden obtenerse como las acciones que habrá que tomar (alineación de procesos, capacitación de operadores, inversiones necesarias) al adoptar la tecnología en su empresa en particular.
• Alineación de procesos y sensibilización del personal de las ventajas de este cambio.
• Implantación por proceso (ingeniería, manufactura, control de la producción, etc.)
• Ajustes y análisis de resultados. Verificación de impactos y capitalización de beneficios.
• Plan para la integración de un nuevo proceso.