La fabricación inteligente, o smart manufacturing, es una nueva forma de producción que transforma la manera en la que se fabrican los productos.
De esta manera, en lugar de depender únicamente de procesos tradicionales y/o mano de obra humana, la fabricación inteligente aprovecha la tecnología como el Internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA), el big data, la computación en la nube y el análisis de datos para mejorar la eficiencia, la productividad y calidad en todos los aspectos del proceso de fabricación.
De hecho, según un informe de Deloitte y MAPI, el 86% de los fabricantes a nivel global considera que la capacidad de convertir las plantas de producción tradicionales en plantas “inteligentes” será indispensable para mejorar su competitividad en un futuro no muy lejano.
Y la Argentina, a pesar de no ser un país superdesarrollado, no está exenta de este cambio de paradigma, aunque sí cuenta con algunos desafíos extra.
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¿Qué es smart manufacturing?
Se denomina smart manufacturing al conjunto de sistemas de fabricación colaborativos y completamente integrados que responden en tiempo real para satisfacer las demandas y condiciones cambiantes en la producción, la red de suministro y las necesidades del cliente. En otras palabras, es la digitalización de una fábrica y la conexión de todos sus elementos mediante datos, sensores, programas y sistemas.
También se puede definir como la capacidad para resolver problemas existentes y futuros a través de una infraestructura abierta que permita la implementación de soluciones al ritmo de la velocidad del negocio mientras se crea un valor.
Importancia de smart manufacturing en la industria moderna
Eficiencia y optimización de procesos
El smart manufacturing permite una gran eficiencia en la utilización de energía, materiales y mano de obra. En este sentido, la automatización de procesos es una de las claves. Gracias a la integración de tecnología avanzada, como la robótica y la inteligencia artificial, los sistemas de producción pueden funcionar de forma fluida, como también eficazmente. De esta forma, la automatización no solo reduce el tiempo de producción, sino que también minimiza errores, ya que elimina en gran medida la intervención humana, la cual es más propensa a fallos.
Otra de las ventajas es la capacidad para optimizar los procesos de forma continua. Los sistemas inteligentes pueden recopilar datos en tiempo real sobre el rendimiento de las máquinas y los procesos, lo que permite identificar áreas de mejora y hacer ajustes sobre la marcha. Esta capacidad de optimización constante lleva a una mayor eficiencia operativa, como también a una reducción de los costos en el largo plazo.
Mayor productividad
La integración de los datos y la posibilidad de tomar decisiones en tiempo real son fundamentales para el smart manufacturing. Al contar con la capacidad de recopilar y analizar datos de diversas fuentes en toda la cadena de producción, las empresas son capaces de obtener una visión más completa de sus operaciones, facilitando la toma de decisiones informadas de forma rápida y precisa. Dicha capacidad de análisis de datos en tiempo real permite identificar y enfrentar los cuellos de botella en la producción, optimizando así la eficiencia y aumentando la productividad. Según Deloitte, las fábricas inteligentes produjeron un incremento promedio de entre el 10% y el 12% en la productividad laboral.
Otro aspecto es la monitorización continua de la maquinaria y los procesos. Los sistemas de monitoreo pueden detectar potenciales problemas antes de que se transformen en costosas fallas, permitiendo la realización de un mantenimiento preventivo y evitando tiempos de inactividad no planificados. Al mismo tiempo, la monitorización en tiempo real permite ajustar los procesos sobre la marcha para maximizar la eficiencia y la calidad del producto final.
Flexibilidad y adaptabilidad
Otra de sus cualidades es la capacidad de adaptación a los cambios que ocurre en la demanda del mercado, como también a las condiciones operativas. En este sentido, las fábricas inteligentes están diseñadas para ser flexibles y ágiles, lo que les permite ajustar la producción según sea necesario para satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes. Esta flexibilidad se obtiene gracias automatización de procesos y la integración de sistemas que pueden reconfigurarse rápidamente para adaptarse a nuevos productos o condiciones de producción.
Asimismo, también se pueden personalizar los productos. Gracias a tecnologías como la fabricación aditiva y la robótica colaborativa, las empresas son capaces de producir productos altamente personalizados de manera eficiente y rentable. Esto le permite a las organizaciones, comercios y empresas que es posible adaptarse a las preferencias individuales de los clientes y diferenciarse en un mercado que cada vez es más competitivo.
Calidad y seguridad
Este método tiene un gran impacto en la calidad como seguridad de los productos manufacturados. En este sentido, al automatizar procesos y eliminar la intervención humana en tareas propensas a errores, se reduce la probabilidad de defectos en los productos. Además, la integración de tecnologías de inspección y control de calidad permite una supervisión continua de la producción para garantizar la consistencia y calidad del producto final.
Con respecto a la seguridad, los sistemas inteligentes pueden detectar y prevenir automáticamente situaciones de riesgo, como fallas en la maquinaria o condiciones peligrosas en el lugar de trabajo. Esto ayuda a reducir el riesgo de accidentes laborales y a crear entornos de trabajo más seguros para los empleados.
Competitividad global
En un contexto global y competitivo, el smart manufacturing se ha convertido en un factor determinante para mantener la competitividad en el mercado. En este sentido, las compañías que adoptan esta metodología están mejor posicionadas para competir globalmente debido a su capacidad para producir de forma más rápida y eficiente. Además, los cambios en el contexto implican que estas deban innovar constantemente con respecto a su tecnología para “mantenerse vigentes”.
Si bien la inversión en smart manufacturing puede ser realmente costosa al principio, en el largo plazo las empresas obtienen importantes retornos de inversión en términos de productividad, calidad y eficiencia que se traslada a dinero. Además, la posibilidad de acceder a datos en tiempo real y realizar análisis avanzados permite a las empresas tomar decisiones estratégicas más informadas y adaptarse rápidamente a los cambios en el mercado global.
Beneficios de smart manufacturing en la producción
Reducción de la mano de obra
Gracias al smart manufacturing, las empresas pueden reducir la necesidad de mano de obra en tareas poco calificadas al automatizar tareas repetitivas mediante máquinas inteligentes, derivándolas a sectores más creativos.
Mayor calidad del producto
A través del monitoreo en tiempo real y el análisis de datos, las empresas pueden identificar y corregir problemas de calidad de manera más rápida y precisa. Esto conduce a una mejora en la calidad del producto final y a una disminución en los productos defectuosos.
Mayor eficiencia y productividad
La digitalización y la interconexión permiten una mejor gestión de los procesos, lo que se traduce en una mayor eficiencia y productividad. Con la recopilación y el análisis de datos en tiempo real, los gerentes y personal de mandos medios y altos pueden tomar decisiones más informadas y estratégicas para optimizar la producción y mejorar la planificación a largo plazo.
Mayor flexibilidad de la cadena
La implementación de la fabricación inteligente facilita la adaptación rápida a cambios en la demanda o en los procesos de producción.
Anticipación del mantenimiento
Gracias a la inteligencia artificial, como también al aprendizaje automático y continuo, se pueden prever fallas o incidencias en la maquinaria antes de que ocurran.
Optimización de los recursos disponibles
Este enfoque nos permite utilizar los recursos de manera más eficiente, reduciendo costos y desperdicios. Esto, a su vez, contribuye a la sostenibilidad ambiental.
Mejora de la calidad del producto final y adaptación a la demanda
La digitalización y la automatización contribuyen a una mayor calidad del producto y a una producción más ajustada a lo que demanda el mercado, manteniéndose competitivas en un contexto que cada vez se vuelve más desafiante e impredecible.
Mayor seguridad para los trabajadores
La interconexión y la anticipación del mantenimiento, como también la implementación de tecnologías inteligentes, como robots colaborativos y sistemas de monitoreo de seguridad, mejoran la seguridad laboral al prevenir posibles accidentes y lesiones.
Tecnologías clave en smart manufacturing
Es importante tener presente que la smart manufacturing es un proceso derivado de la cuarta revolución industrial que lleva a la producción a ser totalmente automatizada y operar de forma interconectada. Para lograrlo, se apoya en determinadas tecnologías que transforman la manera en la que se opera en las fábricas.
Internet de las Cosas (IoT)
La sensorización de la planta y la interconexión de dispositivos permiten recopilar datos en tiempo real. Esto facilita la monitorización y el control eficiente de los procesos de producción.
Inteligencia Artificial (IA)
La IA se utiliza para optimizar la producción, predecir fallos en la maquinaria y mejorar la calidad del producto final.
Aprendizaje automático (machine learning)
Permite a las máquinas aprender de los datos históricos y ajustar su funcionamiento en respuesta. Esto es especialmente útil para la optimización de procesos y la toma de decisiones estratégicas.
Robótica
Los robots colaborativos y autónomos desempeñan un papel fundamental en la smart manufacturing, ayudando en tareas de ensamblaje, transporte y manipulación de materiales.
Big Data
La recopilación y análisis de grandes volúmenes de datos permiten identificar patrones, predecir tendencias y tomar decisiones informadas.
Estas tecnologías, combinadas con la conectividad, el poder computacional y la tecnología en la nube, forman las “bases” del smart manufacturing. Su adopción no solo mejora la eficiencia y la productividad, sino que también transforma la forma en que las organizaciones operan y se adaptan al entorno cambiante.
Componentes esenciales de smart manufacturing
Sensores y dispositivos IoT
Los sensores integrados en equipos, maquinarias, entre otros, recopilan datos en tiempo real sobre el rendimiento, calidad y otros parámetros. Estos son fundamentales para la toma de decisiones y la optimización de procesos.
Conectividad de datos
La infraestructura de red que permite la transferencia de datos entre los dispositivos IoT, los sistemas de control, entre otros componentes del smart manufacturing. Esto puede incluir redes cableadas e inalámbricas.
Sistemas de gestión de datos
Esto incluye plataformas y software especializados los cuales gestionan la recopilación, almacenamiento y procesamiento de grandes volúmenes de datos generados por los dispositivos IoT y otros sistemas.
Inteligencia artificial y análisis de datos
La IA y el análisis de datos se utilizan para obtener información de utilidad, proveniente de los datos recopilados. Asimismo, es capaz de identificar patrones, predecir tendencias y optimizar los procesos de producción.
Automatización y robótica
Los sistemas automatizados y robots industriales realizan tareas de manera autónoma, lo que incrementa la eficiencia y disminuye considerablemente los errores en la producción.
Sistemas ciberfísicos (CPS)
La integración de sistemas computacionales con componentes físicos en el entorno de producción facilita el monitoreo y control en tiempo real de los procesos.
Realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR)
Son tecnologías que proporcionan interfaces visuales y de usuario mejoradas para la capacitación de personal, el mantenimiento y la visualización de datos en entornos de producción.
Plataformas de gestión de operaciones
Se trata de software que coordina y optimiza las operaciones de fabricación, incluyendo la planificación de la producción, la gestión del inventario y la programación de la cadena de suministro.
Seguridad cibernética
Son medidas y protocolos diseñados para proteger los sistemas y datos de la smart manufacturing contra posibles amenazas y ataques cibernéticos.
Interoperabilidad
Es la capacidad de los diferentes sistemas y dispositivos de comunicarse entre sí de forma eficiente, utilizando estándares y protocolos comunes para garantizar la compatibilidad e integración sin problemas.
Implementación exitosa de smart manufacturing
Concientización
Toda la compañía, desde el personal directivo hasta los operarios, deben ser conscientes de todos los beneficios que genera la fabricación inteligente. Si bien es normal y habitual el miedo al cambio, ya que se suele preferir las conductas que se llevaban a cabo previamente, todos los miembros deben comprender que esta transición genera grandes beneficios para todos los sectores.
En esta línea, los integrantes deben tener en claro cómo los beneficiará, descartando la posibilidad de eliminación de puestos de trabajo, ya que las personas que llevan a cabo tareas repetitivas podrían pasar a dedicarse a sectores más creativos, como tampoco hacer foco en la tecnología per se.
Implementar una estrategia
Se deberá identificar las necesidades del proyecto, sus objetivos, los recursos con los que se cuenta, entre otras cuestiones. Teniendo esto en cuenta, se puede comenzar a redactar un plan estratégico que permita “hacer frente” al cambio.
Para ello, lo ideal es que cumplan con el criterio SMART. Es decir, que sean específicos, medibles, alcanzables, relevantes y temporales.
Armar equipos y definir tareas
El siguiente paso consiste en llevar a cabo lo planeado. Para ello se debe definir con el máximo detalle posible las diferentes tareas, sus responsables, los recursos necesarios y los tiempos de ejecución.
Ejecución
Este proceso se enfoca en la “puesta en marcha” de las herramientas que se utilizarán en los procesos de fabricación inteligente. Entre ellos se encuentran la implementación de software de análisis de información, sensores, centros de datos, entre otros.
En ocasiones, puede llegar a ser necesario la intervención de actores externos como empresas especializadas en el desarrollo de estas soluciones. En algunos casos, la compañía ya cuenta con profesionales con capacidad para llevar a cabo la transformación y ejecución del plan.
Desafíos comunes en la implementación de smart manufacturing
Nuevos equipamientos
La adopción de tecnologías inteligentes conlleva la incorporación de nuevos equipos y sistemas, lo que puede requerir grandes inversiones. En Argentina, una encuesta de CIPPEC reveló que alrededor del 50% de las 307 empresas locales encuestadas utiliza tecnología de primera y segunda generación, un 45% hace uso de tecnologías de desarrollo medio y apenas un 6% está cerca del pico tecnológico necesario para implementar adecuadamente el smart manufacturing.
Paradas de producción
Durante la transición hacia la smart manufacturing, suelen surgir paradas de producción debido a ajustes, actualizaciones o cambios en los procesos. Estas interrupciones pueden afectar la eficiencia y la productividad de la compañía.
Optimización del proceso
Si bien el objetivo es lograr procesos más eficientes, la optimización puede llevar tiempo. Por este motivo, las organizaciones deben encontrar el equilibrio entre ajustar los sistemas y mantener la producción en marcha.
Inversión en ingeniería y desarrollo
La implementación de smart manufacturing requiere inversiones en ingeniería, desarrollo de software y hardware. Por este motivo, las compañías deben evaluar cuidadosamente los costos y beneficios a largo plazo.
Análisis de Big Data
La recopilación y análisis de grandes volúmenes de datos son fundamentales para la fabricación inteligente. Sin embargo, gestionar y extraer información valiosa de estos datos puede llegar a ser un desafío tanto del lado técnico como operativo.
Contratación de especialistas en análisis de datos
Para aprovechar al máximo la fabricación inteligente, las organizaciones necesitan profesionales capacitados en análisis de datos, IA y otras tecnologías relacionadas. Y esto es un gran problema para Argentina, ya que, de acuerdo al disuelto Ministerio Desarrollo Productivo, hay poca disponibilidad de personal capacitado.
Mejores prácticas para adoptar smart manufacturing
Evaluación de necesidades y objetivos
Antes de comenzar, se debe evaluar las necesidades específicas de la empresa y establecer objetivos claros. ¿Qué procesos se deben mejorar? ¿Cuáles son los resultados que se buscan? En este sentido, definir metas concretas les permite a los integrantes de la empresa enfocar sus esfuerzos de implementación.
Involucramiento de todo el equipo
La adopción de smart manufacturing no es solo responsabilidad de los departamentos de tecnología o producción, sino que involucra a todas las áreas de la organización, desde los puestos gerenciales hasta los operarios en la planta, por lo que la colaboración y el compromiso de todo el equipo son esenciales.
Capacitación y formación
Deberás asegurarte de que tus empleados estén capacitados para utilizar las nuevas tecnologías. Para ello deben tener una formación en IoT, IA, robótica y otras herramientas clave. Esto garantizará una transición más fluida y una adopción exitosa.
Pruebas pilotos
Antes de implementar este enfoque a gran escala, deberás realizar pruebas piloto en áreas específicas. Esto permite identificar posibles problemas y ajustar los procesos según sea necesario. Una vez que se obtienen los resultados, se puede aprender de estos y aplicar mejoras antes de expandir la implementación.
Seguridad cibernética
La interconexión de dispositivos y recopilación de datos aumentan la exposición a riesgos de seguridad. Por este motivo, se deben implementar medidas sólidas de seguridad cibernética para proteger tus sistemas y datos. Esto incluye la autenticación, el cifrado y la monitorización constante.
Integración de sistemas
Deberás asegurarte de que las diferentes tecnologías se integren de manera efectiva. La interoperabilidad entre sistemas es fundamental para aprovechar al máximo la smart manufacturing. Para ello deberás tener en cuenta estándares como OPC UA para facilitar la comunicación entre dispositivos.
Evaluación continua y mejora
Se debe tener presente que la implementación de smart manufacturing es un proceso continuo. Por este motivo, se deben realizar evaluaciones periódicas para medir el progreso y ajustar las estrategias según sea necesario. La adaptabilidad y la mejora constante son clave para mantener una ventaja competitiva
Tendencias emergentes en smart manufacturing
Fábricas inteligentes transformadoras
Las fábricas inteligentes son instalaciones altamente automatizadas y avanzadas que utilizan tecnología para operar de la forma más precisa, exacta y flexible posible. De forma similar en la que un teléfono inteligente supera a uno convencional en términos de funcionalidad, las fábricas inteligentes transforman la producción industrial.
Mayor resiliencia empresarial
Las organizaciones están buscando fortalecer la resiliencia de sus negocios frente a las diferentes crisis económicas y eventos imprevistos, especialmente en un contexto cambiante. La fabricación inteligente les permite adaptarse y responder de manera más ágil a los cambios del entorno.
Inteligencia artificial generativa
La IA generativa es una herramienta muy poderosa que permite crear diseños, modelos y soluciones de manera autónoma. Su aplicación en la fabricación inteligente puede impulsar la creatividad y eficiencia.
Exploración del “metaverso industrial”
Podemos definir al metaverso industrial como un espacio virtual donde se integran datos del mundo real con simulaciones digitales.
Enfoque en la “normalidad post pandemia”
La pandemia mundial ha cambiado la forma en que operamos. Por este motivo, las fábricas inteligentes deben adaptarse a esta nueva normalidad, priorizando la seguridad, la flexibilidad y eficiencia.
Consideraciones de seguridad en smart manufacturing
Ciberseguridad
La interconexión de dispositivos y la recopilación de datos incrementan considerablemente la exposición a riesgos de seguridad. Por este motivo, se deben implementar medidas sólidas de seguridad cibernética para proteger los sistemas y datos. Esto incluye el uso de firewalls, software de acceso seguro y la monitorización constante.
Control de acceso
La correcta gestión de los accesos es crucial. Para ello se debe limitar a quiénes puedan acceder a los sistemas y datos, previniendo ataques internos y externos. En estos casos, la autenticación multifactorial y la segmentación de redes son prácticas recomendadas.
Actualizaciones y parches
Se deben mantener los sistemas actualizados con los últimos parches de seguridad. Las vulnerabilidades conocidas pueden ser explotadas por potenciales atacantes, por lo que es importante aplicar regularmente las actualizaciones.
Educación y concienciación
Se debe capacitar a los empleados sobre las mejores prácticas de seguridad. La concienciación sobre el phishing, la ingeniería social y otras tácticas de ataque ayuda a prevenir brechas de seguridad.
Evaluación de riesgos
Las evaluaciones periódicas de riesgos ayudan a identificar posibles vulnerabilidades y tomar medidas preventivas. Es importante que la seguridad sea un proceso continuo y proactivo-
Conclusión y futuro de smart manufacturing
En conclusión, si bien la fabricación inteligente o smart manufacturing es compleja, los beneficios son muy superiores a las contras. Asimismo, para su correcta implementación, debe existir un “mutuo acuerdo” entre todos los integrantes de la organización.
En cuanto al futuro de esta tecnología, como mencionamos a lo largo de la nota, el contexto es cada vez más desafiante, por lo que las empresas que no se vayan transformando irán quedando atrás y, con el tiempo, desapareciendo, tal como pasó en anteriores revoluciones industriales.
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