Los rápidos avances y convergencias en tecnología, incluyendo la fabricación aditiva, la robótica y la ciencia de los materiales, amplían las posibilidades de producción

Los cambios en la demanda de los consumidores, los productos, la economía de la producción y la economía de la cadena de suministro han llevado a un cambio fundamental en la forma en la que las empresas hacen negocios. Los clientes exigen personalización y adaptación, y la línea entre el consumidor y el productor siguen transformándose. 

Conforme la tecnología continúa avanzando de manera exponencial, las barreras de entrada, la comercialización y el aprendizaje se erosionan. Nuevos participantes en el mercado, con acceso a nuevas herramientas, pueden operar a una escala mucho más pequeña, lo que les permite crear ofertas que alguna vez solo estuvieron en el campo de las empresas dominantes. Mientras que la producción a gran escala siempre dominará algunos segmentos de la cadena de valor, están surgiendo modelos innovadores de manufactura local con distribución a pequeña escala, ecosistemas de manufactura sin conexión directa y manufactura ágil para aprovechar estas nuevas oportunidades.

En la actualidad, los fabricantes están sintiendo la presión y adquiriendo la habilidad de incrementar tanto la velocidad para comercializar, como la atención del consumidor. Además, numerosos factores están llevando a los fabricantes a construir sobre pedido, en lugar de construir para almacenar. En este medio ambiente, los intermediarios que crean valor al retener inventario se están volviendo cada vez menos necesarios.

De acuerdo con el estudio El futuro de la manufactura: Fabricando cosas en un mundo cambiante, realizado por Deloitte University Press, la manufactura, hasta hace poco, era un espacio desalentador con relativamente pocos jugadores. Las barreras para entrar eran elevadas y las inversiones de capital inicial eran grandes; los productos tenían que navegar a través de múltiples intermediarios antes de llegar al consumidor. Actualmente, los enormes cambios en tecnología y política pública han erosionado las barreras que alguna vez impidieron el flujo de información, recursos y productos.

Los rápidos avances y convergencias en tecnología, incluyendo la fabricación aditiva, la robótica y la ciencia de los materiales, amplían aún más lo que puede ser fabricado y cómo puede serlo. 

La manufactura aditiva (AM), mejor conocida como impresión 3D, engloba tecnologías de fabricación que crean objetos por adición en lugar de sustracción. Mientras que las tecnologías de impresión en 3D se desarrollaron hace más de 30 años, esta década ha visto un rápido avance en herramientas, técnicas y aplicaciones en arenas tanto comerciales como de consumo.

Hoy en día, mientras que la manufactura aditiva se utiliza mayormente en la creación de prototipos, se está expandiendo a otras etapas en el proceso de manufactura. El precio de la manufactura aditiva, está bajando, haciendo se vuelva cada vez más competitiva que la manufactura convencional debido a las diferencias de costos fijos versus variables. Aun cuando el costo variable para el AM es actualmente más alto que aquel de la manufactura convencional, la inversión inicial reducida a menudo hace que el costo total de AM sea menor para corridas de producción pequeñas. 

ROBOTS INDUSTRIALES COMO APOYO A LA COMPETITIVIDAD 

Para Jeff Burnstein, presidente de la Association for Advancing Automation (A3), los cambios tecnológicos están ocurriendo más rápido que nunca en este momento. “Estamos constantemente desarrollando nuevas herramientas para ayudar a las personas y las empresas, como los robots colaborativos y móviles, a menudo habilitados por los avances en el aprendizaje automático y la visión artificial, que permiten una gama más amplia de aplicaciones para hacer que las empresas sean más exitosas y mejorar nuestros trabajos y nuestras vidas”. 

Asimismo, comentó que, durante años, las tecnologías de automatización como la robótica se consideraron solo asequibles y apropiadas solo para grandes empresas, como los fabricantes de automóviles. 

“Pero eso ha cambiado ahora que la tecnología ha mejorado, se han hecho avances en la facilidad de uso, los precios han bajado y se han desarrollado nuevas aplicaciones. Como resultado, los robots ahora son accesibles para las pequeñas y medianas empresas, así como para las más grandes, en casi todas las industrias. De hecho, en países como los EE.UU., la cantidad de robots que se venden a empresas no relacionadas con la industria automotriz ahora es mayor que la participación automotriz. Ya sea que se dedique a la industria aeroespacial, la agricultura, la construcción, los bienes de consumo, la electrónica, la alimentación y las bebidas, la logística, el comercio minorista o el almacenamiento, existen soluciones eficaces de robótica y automatización disponibles”.

Los robots industriales han sido históricamente utilizados en su mayoría para tareas que requerían fuerza excepcional y precisión, por ejemplo, para mover artículos pesados, soldadura y fabricación de semiconductores. Requerían una inversión inicial fuerte, al igual que programación, y normalmente estaban anclados al piso y enjaulados como medida de seguridad para los humanos trabajando en sus alrededores. El uso de robots industriales estaba por lo tanto limitado a la manufactura a gran escala. 

Hasta hace poco, los bajos costos de mano de obra, más el alto costo de robots industriales, representaban poco incentivo para que los países con salarios bajos invirtieran en la automatización, particularmente para tareas que requieren poca capacitación y líneas de producción que cambian frecuentemente. Ahora, sin embargo, el incremento mundial de los costos de mano de obra y una nueva generación de robots más baratos, capaces y flexibles está cambiando la ecuación. 

“La industria 4.0 se puede definir simplemente como un mundo de máquinas conectadas. Es importante entender lo que se puede lograr como resultado. En el mundo de la robótica, el mantenimiento predictivo ahora es posible, lo que le permite saber cuándo se requiere un mantenimiento del robot antes de una falla, ahorrando a la empresa la pérdida de tiempo y productividad que ocurriría con el robot fuera de servicio y una línea de producción cerrada. También hay una gran cantidad de datos recopilados por productos, como robots móviles autónomos, lo que brinda a las empresas información sobre sus procesos e inventarios que nunca antes habían tenido”, indicó Burnstein.

“Las personas a menudo se preocupan por el impacto que tienen los robots en los trabajos. Vemos un impacto positivo en un mundo cada vez más automatizado porque los trabajos que se crean son más seguros, mejores y mejor pagados, no los trabajos aburridos, sucios y peligrosos que la gente realmente no quiere hacer, pero que los robots son buenos. La verdadera amenaza para los puestos de trabajo es cuando una empresa ya no puede competir. Dado que los robots pueden ayudar a las empresas a convertirse en actores globales más fuertes, son un factor clave para salvar y crear nuevos puestos de trabajo”, agregó el presidente de A3.

LA INDUSTRIA 4.0 DE FRENTE A LAS PYMES

Uno de los efectos más fuertes del desarrollo exponencial de la infraestructura digital es la habilidad de derrumbar barreras, abriendo el mundo de la manufactura a nuevos miembros. Conforme el conocimiento y la información son digitalizados, es más fácil adquirir una nueva habilidad o conectar con expertos en cualquier campo para entrar a un mercado –que alguna vez requirió un alto capital de inversión– y poder comercializar una oportunidad de un producto a una empresa. Estos beneficios, primero evidentes en el mundo digital, están ahora alcanzando la fabricación física, donde probablemente impulsarán tanto el crecimiento como el cambio.

Para Carlos Meneses, coordinador del Programa Automotriz de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (Fumec), se tiene aún la creencia de que las nuevas tecnologías son para empresas muy avanzadas o globales. 

“Hace tres años, en México no había consultores sobre qué se tenía que hacer y los nuevos métodos de industria 4.0. El tema se tenía que tratar con los directores y avisar sobre las nuevas tendencias y soluciones diferentes respecto al tamaño de la empresa. Nosotros desde la Fumec, en apoyo a las Pymes con esta transformación tecnológica y las nuevas tecnologías emergentes que ayudan a su competitividad, realizamos un análisis de sus necesidades y lo que les pide el mercado, hacemos un plan de trabajo para ir incorporando nuevas tecnologías sin afectar su flujo de efectivo. Y de ahí partir con mejoras continuas en cuanto a producción, relaciones comerciales y fondos a los que pueden acceder. Vamos creando evolución hacia delante, hacia la manufactura digital e industria 4.0, produciendo resultados positivos económicos en el camino. Las Pymes ven muy lejanas están nuevas aplicaciones hasta que el cliente pide algo muy específico, gente preparada y no saben dónde buscar apoyo”.

Lo importante, recalcó Meneses, es que las empresas pequeñas y medianas se acerquen a quien les ayude a mantener su posición en la industria y hacerlas crecer, cada vez con la mentalidad de ver más allá.

“Vienen herramientas digitales como modelos de simulación, diseños digitales, monitoreo de procesos y análisis con herramientas nuevas como big data o inteligencia artificial para que se conviertan en información inmediata que indique la trazabilidad de la eficiencia. En automotriz, empresas como Ford y GM ya requieren simulación validada de las piezas incluidas en las cotizaciones. Tenemos que empujar a las empresas pequeñas y medianas a evolucionar en sus procesos y productos para mantenerse competitivos y listos para afrontar los nuevos requerimientos de las empresas compradoras, así como mantener y aumentar sus mercados”. 

Entre más digital sea un producto o industria, entre más sensores y electrónicos incorpore, o entre más digitalizados son sus procesos, más cortos son sus ciclos de producto. La tecnología evoluciona a un paso más rápido cada año, los productos contienen más y más tecnología digital, y por lo tanto se vuelven obsoletos más y más rápido. 

Con el mayor uso de herramientas digitales de fabricación, un creciente número de objetos físicos está siendo digitalizado y un creciente número de procesos están siendo digitalmente transmitidos y administrados.