Latam
16 /02 / 2022
Convergencia en la fabricación: buena para el consumidor y el planeta
La convergencia en la fabricación, con tecnologías como la nube y el diseño generativo, cubrirá el vacío entre diseño y producción.
La convergencia en la fabricación acerca los diseñadores e ingenieros a los operarios de planta mediante procesos innovadores, como el diseño generativo.
Por Redshift, de Autodesk.
Por Redshift, de Autodesk.
- Los fabricantes se enfrentan a una presión cada vez mayor por acelerar la producción.
- La mejor manera en que la empresa puede satisfacer la demanda de los consumidores es haciendo converger el diseño y la fabricación.
- Esta convergencia es, además, el siguiente paso lógico en la transformación digital de la industria manufacturera.
- El diseño generativo está contribuyendo a cubrir el vacío entre diseño y fabricación.
Hace más de un siglo, Henry Ford popularizó la cadena de montaje, una idea revolucionaria que posibilitó la producción en serie. Aunque ese enfoque lineal ha funcionado bien hasta ahora, el mundo de hoy necesita un nuevo golpe de ingenio: la convergencia.
La convergencia aúna las tecnologías, los datos y los procesos de diseño y fabricación para coordinar los flujos de trabajo entre distintas disciplinas. Esta convergencia da lugar a un proceso más fluido y flexible que sustituye al modelo secuencial paso a paso. Además, ayuda a las empresas a adaptarse a las exigencias cada vez mayores de los consumidores y a acelerar la innovación mediante flujos de trabajo ágiles.
En el mundo actual, las empresas deben diseñar pensando en la fabricación, pero también deben contar con las herramientas necesarias para ello. El Internet de las Cosas (IoT) ha creado una industria conectada y ha preparado el terreno para la convergencia. Las tecnologías digitales y un personal cualificado también desempeñarán un papel crucial en esta nueva era de diseño y fabricación ágiles.
Los dispositivos inteligentes para el hogar –como televisores, frigoríficos, persianas inteligentes y termostatos– pueden transmitir los datos de los sensores a los fabricantes, de manera que estos puedan actualizar el software de los productos o adaptar futuras funciones a las necesidades de los clientes.
¿Qué es la convergencia en la fabricación?
La convergencia de procesos pluridisciplinares representa la intersección del diseño con la fabricación. Es la confluencia digital de tecnologías no relacionadas lo que permite a diseñadores, ingenieros, fabricantes y operarios trabajar juntos desde el diseño inicial hasta el producto terminado.
La convergencia pone fin al aislamiento entre disciplinas y equipos, creando un ecosistema conectado donde las herramientas y la tecnología producen cadenas de datos interoperables que fomentan los flujos de trabajo colaborativos. Además, posibilita la producción en serie y, al mismo tiempo, la personalización. Otras ventajas que ofrece la convergencia son las siguientes:
- Agilidad para responder más rápido a los cambios del mercado y a las necesidades de los clientes
- Flujos de trabajo condensados para una producción más rápida y con menos errores
- Mejor comunicación y colaboración fluida entre equipos
- Mayores oportunidades de innovación
- Procesos automatizados y más sostenibles
¿Y cómo se manifiesta en la práctica la convergencia en la fabricación? Puede adoptar la forma de ingenieros y profesionales de la fabricación trabajando juntos en un entorno de datos común en la nube. O puede tratarse de un proceso de diseño generativo, en el que los equipos colaboran para definir los requisitos funcionales y de rendimiento y aprovechan la potencia de la computación en la nube para encontrar la mejor solución geométrica a un problema.
¿Qué factores impulsan la convergencia?
Hay una serie de fuerzas externas que impulsan la convergencia.
Una demanda insaciable de innovación más rápida
Con solo pulsar un botón, se puede pedir prácticamente cualquier cosa. Además, no queremos esperar, lo que obliga a los fabricantes a encontrar nuevas formas de trabajar. Con una población mundial que se prevé alcance la cifra de 9700 millones de habitantes en 2050, esa demanda no para de crecer. Los consumidores exigen una rápida innovación y productos más personalizados que nunca. El antiguo modelo lineal no es lo suficientemente rápido para adaptarse al ritmo de esta demanda: las empresas tienen que ser más ágiles y más iterativas y, para eso, tienen que hacer converger el proceso de diseño con el de fabricación.
En tiempos de Henry Ford se sacrificó la personalización en aras de la producción en serie. Pero gracias a la convergencia, las empresas tienen otra vez la capacidad de crear algo, dar al botón de imprimir y producir artículos totalmente únicos. Los clientes pueden incluso participar directamente en el proceso, encargando un par de zapatillas que ellos mismos han diseñado o construyendo el coche de sus sueños.
A través de una aplicación, un consumidor puede personalizar fácilmente la pintura, los acabados y los accesorios y extras de su nuevo coche, pero hay mucha innovación entre bastidores que lo hace posible.
La aceleración de la transformación digital en la nube
La fabricación es una industria con raíces muy profundas, en la que el cambio llega en oleadas lentas. Pero debido a la naturaleza dispersa de los equipos de desarrollo de productos, repartidos por todo el mundo, la pandemia ha servido para acelerar la transformación digital.
Tecnologías como la inteligencia artificial, la robótica y la realidad virtual y aumentada están estimulando el desarrollo de fábricas inteligentes y sentando las bases para la convergencia. Y gran parte de ello es posible gracias a la nube.
Los ecosistemas basados en la nube están generando entornos de colaboración orientados a los datos en los que tecnologías no relacionadas pueden comunicarse, un anfitrión perfecto para el diseño generativo. A medida que los ingenieros toman decisiones, pueden realizar simulaciones en tiempo real en la nube para determinar qué funcionará y qué no. Cuando en General Motors tuvieron que mejorar el anclaje de un asiento, utilizaron el diseño generativo. El componente original era un conjunto de ocho piezas diferentes, cada una fabricada por separado. Partiendo de 150 posibilidades distintas, al final obtuvieron una única pieza con un 40 % menos de masa, un 20 % más resistente y que cumple con todos los requisitos de seguridad.
El fabricante de componentes para bicicletas SRAM ofrece otro ejemplo de cómo salvar la distancia entre el diseño y la fabricación. SRAM utilizó el diseño generativo para diseñar una mejor biela, la pieza que conecta el pedal de la bicicleta a los platos y convierte la energía del pedaleo en un par de fuerzas que hace mover la cadena. La empresa introdujo los requisitos de rendimiento de la pieza para los distintos tipos de terrenos y acabó reduciendo el peso de la biela a la mitad. Además, ahora es un 20 % más resistente y ha ayudado a SRAM a simplificar su proceso de fabricación en general.
Tener todos los procesos en la nube crea un hilo conductor digital que mantiene la fidelidad de los datos a medida que un producto pasa de una disciplina a otra a lo largo de su ciclo de vida. Imaginemos, por ejemplo, un anuncio de retirada de una pieza de automóvil: esto normalmente implica llevar el coche al mecánico para una revisión o reparación. Para el propietario de un Tesla, las actualizaciones de software a través de la nube pueden solucionar algunos problemas sin necesidad de sacar el coche del aparcamiento. El coche, además, envía datos de funcionamiento a los ingenieros en la fábrica para mejorar continuamente las prestaciones.
A través de un bucle de retroalimentación “diseño-fabricación-uso”, el diseño generativo puede servir para mejorar el rendimiento de una bicicleta. Asimismo, los datos de los sensores y las opiniones de los clientes pueden influir en futuras mejoras en el proceso de diseño y fabricación.
La necesidad de una industria más eficiente y sostenible
El sector de la fabricación tiene una importante huella de carbono, ya que representa el 54 % del consumo global de energía y el 20 % de las emisiones. A medida que las empresas responden a las crecientes exigencias de los consumidores, un proceso de diseño-fabricación mejor conectado será más beneficioso para el planeta.
La convergencia conduce a una mayor eficiencia mediante:
- Un menor consumo de recursos
- La eliminación de residuos mediante la fabricación aditiva
- La identificación de posibles problemas durante el diseño y la reducción de rectificaciones
- La generación de numerosas permutaciones para elegir la más sostenible entre ellas
- La conexión de los calendarios de producción a las cadenas de suministro para una gestión de inventarios más flexible
Pero ¿cómo se compagina una producción más rápida con la sostenibilidad? En primer lugar, las empresas deben entender cuál es la huella total de un producto, desde las materias primas hasta la reciclabilidad y circularidad. La convergencia permite a los ingenieros probar diferentes variables de diseño (como las materias primas) en un entorno digital antes de comenzar la producción. Los diseñadores también pueden adoptar un enfoque circular para encontrar formas de reciclar los productos y evitar que acaben en los vertederos.
Si en un artículo diseñado de forma tradicional se utiliza un material nocivo, ese material permanece durante toda la vida del producto. Al hacer converger el diseño y la fabricación, los ingenieros pueden encauzar antes el proceso y obtener mejores resultados.
3 maneras de fomentar la convergencia
Con una presión creciente para que las empresas hagan mejor las cosas, los ingenieros y diseñadores tienen que ser más conscientes de lo que conlleva a la larga cada una de sus decisiones. La convergencia está cobrando fuerza y abriendo el mercado a nuevas empresas que no están atadas a sistemas tradicionales. Los métodos de producción en serie de la industria pesada, que antes suponían una ventaja, pueden convertirse hoy en un lastre que impida a las empresas avanzar con rapidez. Las nuevas empresas apuestan directamente por el modelo de negocio convergente, dejando de lado otras formas de trabajar.
Con la convergencia se obtienen mejores resultados y mejores productos. He aquí tres formas en que las empresas pueden cosechar los beneficios que ofrece este modelo de fabricación.
1. Aceptar perspectivas externas
Los fabricantes que llevan mucho tiempo en el negocio pueden mostrarse reacios al cambio, argumentando que “siempre se ha hecho así”. Pero esa estrechez de miras limita la innovación, frena el crecimiento y puede suponer el golpe de gracia para una empresa. Es importante contar con perspectivas externas para adoptar el cambio. Las empresas tradicionales pueden aprender de competidores que operan siguiendo una serie diferente de parámetros y que no llevan el lastre de los viejos procesos. Se moverán más rápido, innovarán más y se convertirán en las disruptoras del sector.
2. Centrarse en los resultados en lugar de en las actividades
Las empresas pierden productividad y rentabilidad cuando prestan demasiada atención a las actividades sin entender el resultado que esas actividades entrañan. En cambio, las empresas deben pensar en por qué fabrican las cosas y cómo pueden aportar valor. Tanto si se trata de un aparato de gimnasia como de un motor a reacción, el valor intrínseco no está en el esfuerzo dedicado a la construcción del activo físico, sino en la experiencia que ese objeto ofrece.
3. Desarrollar las competencias de los trabajadores
A la vez que reorganizan sus flujos de trabajo para conectar el diseño con la fabricación, las empresas también tienen que dejar espacio para mejorar las competencias de sus empleados. Según un estudio realizado por McKinsey, el 90 % del personal del sector manufacturero necesitará nuevas competencias en el mundo conectado digitalmente. Los directivos empresariales deben formar a sus equipos para actividades que requieren más ingenio humano que esfuerzo físico. Por su parte, Deloitte prevé carreras como la de ingeniero de gemelos digitales, responsable de fábricas inteligentes y operador de robótica.
Mientras el mundo afronta el impacto de la pandemia en curso, la industria manufacturera necesita una fuerza estabilizadora: un camino hacia una mayor resiliencia, cadenas de suministro más sólidas y una fuerza de trabajo preparada para el futuro digital. La fabricación necesita la convergencia.
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Scott Reese es vicepresidente ejecutivo de Productos para Fabricación, Construcción y Producción, que permiten a los clientes de Autodesk el uso de métodos nuevos para diseñar y producir.
Scott Reese es vicepresidente ejecutivo de Productos para Fabricación, Construcción y Producción, que permiten a los clientes de Autodesk el uso de métodos nuevos para diseñar y producir.