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En busca de la fábrica inteligente

27/03/2014

Los expertos en producción son tajantes cuando afirman que la fábrica inteligente es una utopía.Sin embargo, lo que resulta posible es gestionar una planta inteligentemente de modo que se produzcan los mínimos errores y se gane tiempo para fabricar con más calidad y con menores recursos.

Cualquier empresa que fabrique no puede dormirse en los laureles. El tren pasa una vez y hay que subirse a él: no repite su trayecto y va cargado con los últimos adelantos en software, hardware, maquinaria e incluso formas de gestión. Enric Segarra, profesor de ESADE, es concluyente cuando afirma que “el objetivo es sacar el máximo partido de una inversión, y una planta fabril no puede ser menos”.

Además añade que “la ineficiencia en la gestión de los procesos que antes se podía permitir, ahora ya no es aceptable porque siempre hay otra empresa que lo puede hacer mejor”. Es la competencia.Y lo que es más significativo, según el profesor de esta escuela de negocios: “Los precios de los productos que se comercializan pueden bajar y es necesario adaptarse”.

Por tanto, los procesos aplicados han de ser más eficientes porque hay que producir lo mismo pero por menos dinero. Precisamente, este es el motivo por el que no hay que dormirse en los laureles. Los fabricantes tienen la obligación de actualizarse en todos los ámbitos (organizativo, productivo, informático, etc.).

Dentro de esta necesidad de renovación continua, la palabra inteligencia es la que está aflorando en los centros de investigación, porque convertir la fábrica en inteligente podría ser la solución. Pero, ¿qué es,en verdad,una fábrica inteligente? Enric Segarra comenta que “sería aquélla que a partir de un proceso dado se autodiagnosticara si se está produciendo lo previsto y se autocorrigiera si fuera necesario dentro de unos parámetros establecidos. Es decir, básicamente, ciencia ficción”.

En un sentido parecido opina el profesor del IESE, Josep Riverola: “La factoría inteligente es un sue- ño y sólo puede ser propia de allí donde la mano de obra sea realmente carísima”.

 

Una factoría sin personas

Por su parte, Rodolfo de Castro, profesor de la Universitat de Girona, asegura que “como fábrica inteligente se tiende a pensar en una factoría sin personas, altamente automatizada, sin averías, etc.”.A lo que de Castro apunta: “Esto es posible en algunas áreas de producción (en la gestión del almacén,en la manipulación de los stocks...) pero donde realmente puede desarrollarse es en el campo de los recursos humanos y en el de la cultura de la empresa”.

Josep Riverola también apuesta por un cambio cultural.En sus palabras, “los seres humanos son los únicos capaces de pensar a pesar de todas las promesas que se han hecho desde la comunidad científica. Como en el caso de la inteligencia artificial, 40 años después de comenzar a trabajar en ella aún continúa siendo más artificial que inteligente”.

Para Josep Riverola, la receta del éxito de una fábrica es muy simple “pero en cambio es muy difícil de aplicar”. Sólo tiene dos ingredientes: “Tener cerebros o talentos y darles cancha”, subraya Riverola.Es decir, la práctica consiste en contar con gente competente y cualificada así como reconocer su capacidad para actuar conforme a su voluntad en un determinado momento.

El profesor del IESE apuesta por implantar una nueva cultura operativa abandonando la idea básica y tradicional del “yo mando, porque tengo el cerebro; y tú obedeces”. La nueva bandera sería: “Yo tengo un cerebro más de los muchos que hay en la organización”. El primer cambio sería una redistribución del poder de los diferentes estamentos de la factoría, aplanando las organizaciones y dotando de capacidad de decisión a los trabajadores.

“El objetivo –según Riverola– es entrenar a los cerebros de la planta de producción para solucionar problemas directamente y de forma que puedan explicar a los directivos cómo los están remediando para coordinarlos. En definitiva, una gestión dinámica que va cambiando día a día”.

¿Es la solución automatizar?

Hablar de una fábrica inteligente parece que significa automatizar. Pero nada más lejos de la realidad. Enric Segarra, de ESADE,es muy crítico con la automatización,“porque sólo se justifica si todos los días se produce el mismo producto y va a ser así durante unos cuantos años”.

Tal como explica, permite fabricar muy bien, con calidad y de forma robusta un artículo concreto pero va en contra de la flexibilidad. “La gran pregunta será si nuestra apuesta tendrá continuidad en el mercado y si el volumen de producción justifica la inversión”, se cuestiona Enric Segarra.

Josep Riverola es de la misma opinión:“La automatización introduce demasiadas rigideces y en el mundo actual podríamos tener serios disgustos”. Las operaciones monótonas son las que se deberían automatizar, piensa Riverola,ya que en estos casos no hace falta la inteligencia.Tal como dice,“el único problema para automatizar es el coste”. ‘

 

Lean y Seis Sigma

En todo ámbito productivo que se precie, actualmente destaca la implantación de dos programas de trabajo: Lean Manufacturing y Seis Sigma .Ignacio Babé,vicepresidente ejecutivo de la consultora Juran Institute,explica cómo la combinación de ambos “permite a las empresas lograr sus objetivos.LeanSeis Sigma elimina defectos proyecto a proyecto,reduce desperdicios y disminuye los tiempos de entrega”.

El vicepresidente de esta consultora define Lean como una metodología de trabajo que facilita actuar sobre la cadena de valor del producto o del servicio y que implica velocidad. La empresa que gestiona sus procesos según los principios que abandera esta filosofía busca sistemáticamente conocer aquello que el cliente reconoce como valor añadido y está dispuesto a pagar por ello, al tiempo que elimina aquellas operaciones del proceso que no generan valor.

Las premisas de operaciones en Lean,tal y como las detalla Ignacio Babé, se basan en tres pilares fundamentales:

• La producción: mediante la aplicación de las técnicas japonesas de JIT (Just in Time),es decir,cero inventario, producción sin stocks, materiales según se requieran, manufactura de flujo continuo y Kanban (tamaño de lote pequeño,cambios rápidos y sistemas sencillos).

• La cadena de suministro: la reducción del número de proveedores siguiendo un proceso de selección en base a su habilidad para adaptarse a los requerimientos específicos del cliente y la estabilidad de la relación.

• La cultura en la empresa: menos personal, empowerment (dotar de autoridad al empleado para que lleve a cabo su trabajo), flexibilidad en las tareas que realizan los traba- jadores y la búsqueda de organizaciones planas.

 

Reducir los errores

Ignacio Babé también recuerda qué es Seis Sigma:“Se trata de una filosofía de trabajo que puede ser compartida beneficiosamente por clientes, empleados, accionistas y proveedores. Es una metodología centrada en el cliente que elimina el desperdicio, aumenta los niveles de calidad y mejora de forma radical los ratios financieros de las organizaciones”.

El objetivo es alcanzar no más de 3 ó 4 defectos o errores por cada millón de oportunidades, ya sea en la fabricación de un producto o en la prestación de un servicio. Por tanto, Seis Sigma centra el trabajo en identificar y controlar la variabilidad del proceso con el fin de tener un artículo mucho más fiable y predecible, eliminando los defectos.

Además persigue aumentar la velocidad del proceso, suprimiendo las trampas de tiempo y generando más valor para el cliente. “Uno de los puntos clave es la sincronización del tiempo de ciclo (el requerido para producir un producto o una pieza, expresado en minutos y segundos) con el Takt time (el ritmo de la demanda del cliente, es decir, el tiempo de producción disponible dividido por la proporción de la demanda del cliente)”, añade Rodolfo de Castro, de la Universitat de Girona.

El no hacerlo, conlleva retrasos en los plazos de entrega, saturación en máquinas, tiempos de espera, generación de stocks y otros desperdicios contra los que combate con fuerza la filosofía Lean.

Para de Castro una producción inteligente consiste en tener un “pensamiento a largo plazo del negocio; contar con personas altamente involucradas en el proceso de crecimiento de la compañía; implantar un sistema de experimentación y aprendizaje continuo y el interés de su personal para apoyarlo, aplicar procedimientos técnicos eficaces que eliminen cualquier tipo de despilfarro; y aportar un aprendizaje constante para mejorar las capacidades competitivas de la compañía”.

De Castro matiza que “ la fábrica inteligente se debe sustentar en las personas que, como ya se ha dicho muchas veces, son el mayor activo de las empresas.Pero además,hace falta creérselo”.

 

Productos muy robustos

Por su parte ,Enric Segarra,de ESADE, apunta que para alcanzar ese error mínimo en la fabricación (3 ó 4 defectos por millón), entre otros procesos,es necesario diseñar productos muy robustos. Esto se puede conseguir utilizando la técnica japonesa Poka-joke, cuyo objetivo es diseñar los artículos a prueba de fallos.

Por ejemplo, que una pieza sólo pueda ensamblarse de una única manera de modo que sea imposible encajarla con otra de forma distinta. “Si en el diseño de un producto ya se ha tenido esta práctica en cuenta, el resultado final será mucho más cercano a ser perfecto. Cuando el artículo es sencillo los procesos que implica también lo serán”, destaca Segarra.

En definitiva, continúa el profesor de ESADE, “hay que aplicar el sentido común de negocio a las decisiones”.Y confirma que “en la producción, donde ya casi no hay espacio para ahorrar, se ha de tener también en cuenta el aprovisionamiento y la distribución. Porque es en la cadena de suministro donde sí cabe la posibilidad de generar grandes reducciones de costes”.

Para Segarra, por tanto, es necesario provocar un cambio de filosofía en cuanto a quién se queda el beneficio.“La finalidad es hacer cosas conjuntamente, entre todos los actores de la cadena, para mejorar la totalidad de los procesos y ganar tiempo al tiempo”, afirma.

En la medida en que toda la cadena pue da ser más eficiente y productiva, será factible bajar los precios al cliente final, siendo posible llegar a más bolsillos y aumentar el volumen de ventas: volumen que, en definitiva,es la clave en fabricación. “De este modo –concluye Segarra–, la fábrica inteligente desaparece y son las cadenas de suministro las que compiten”.

 

CLASE DE VANGUARDIA EN AMD

Advanced Micro Devices (AMD) es un experto proveedor mundial de soluciones innovadoras de microprocesadores para los mercados de informática, comunicaciones y electrónica. En octubre de 2005 inauguró una nueva planta de fabricación de microprocesadores de 300 mm en la ciudad de Dresde (Alemania) a la que llamó Fab 36.

Las instalaciones incorporan los últimos avances y las más novedosas tecnologías junto con procesos de producción automatizados propios y patentados de tercera generación. Esta función exclusiva de toma de decisiones automática ha permitido a la compañía acelerar su capacidad de respuesta ante las necesidades del cliente, realizar una transición muy rápida a las nuevas tecnologías, mejorar la calidad y operar con un mayor nivel de eficiencia en todos los aspectos.

Según fuentes de la empresa, este modelo de producción de sus plantas es completamente diferenciado y refuerza la velocidad, la precisión y la agilidad. En AMD lo han denominado fabricación automatizada de precisión (Automated Precision Manufacturing o APM) y durante más de una década ha hecho posible realizar simultáneamente múltiples variaciones en la tecnología de sus fábricas de forma automatizada.

Hoy, este método de trabajo logra producir docenas de tipos de productos y de niveles de velocidad en una sola planta utilizando para ello las mismas herramientas y lí- neas de producción.

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DE LA TEORIA A LA PRÁCTICA

Tal como detalla Jesús María de la Maza, director general de la consultora industrial Carsa, “las tendencias actuales del mercado se basan en la producción a medida, siguiendo los requerimientos del cliente”.

Por lo tanto, adelanta de la Maza, “las fábricas del futuro tendrán que llevar a cabo una completa integración de los sistemas (planificación, compras, producción, distribución, posventa...), una optimización de la gestión del conocimiento del capital humano y una integración en potentes redes de cooperación, que trasciendan de los ya obsoletos clusters (agrupaciones sectoriales) hacia conceptos más amplios”.

De la Maza predice, asimismo, que “la aplicación de tecnologías de la información, basadas en Ambient Intelligence (inteligencia ambiental) o Pervasive Computing (computación ubicua) y aplicadas al entorno manufacturero desempeñarán un papel fundamental en el desarrollo de las fábricas en los próximos años”.

Quien ahonda en la parte más práctica de lo que podría ser una fábrica inteligente es Esther Rodríguez, consultora de Carsa. Su compañía está trabajando codo a codo con Trimek, una ingeniería tecnológica que comercializa maquinaria de medición por coordenadas de fabricación propia.

Ambas empresas están participando en el proyecto europeo Aml-4-SME (Ambient Intelligence for Small and Medium Enterprises o inteligencia ambiental para pymes) junto a muchas otras firmas. La finalidad de la iniciativa es mejorar la competitividad haciendo que el ambiente de trabajo sea inteligente y que la tecnología esté al alcance de todos.

La filosofía reside en que las tareas sean intuitivas. Es decir, “que la comunicación hombre-máquina y máquina-máquina sea intuitiva. Así, el empleado no tendría que ser un experto en tecnología para utilizar una computadora”, relata Esther Rodríguez. Concretamente, el Aml-4-SME persigue plasmar esta idea en pymes, que son las que más dificultades tienen en cuanto a disponibilidad, tiempo y recursos.

 

Un laboratorio en casa

Desde el centro tecnológico Tekniker, Iñaki Maurtua, también da los detalles de otro proyecto, basado en la misma filosofía, en el que han puesto todo su empeño. “En una fábrica basada en inteligencia ambiental el entorno nos reconoce y se adapta para después interactuar con él de una forma natural”, avanza Iñaki Maurtua.

Este centro dispone de un laboratorio en sus instalaciones en el que están representados distintos procesos productivos para comprobar in situ la aplicación de la localización, del reconocimiento de voz y de la computación llevable.

En concreto, en este laboratorio experimental la radiofrecuencia hace posible localizar en todo momento a un operario (quién es, qué funciones desempeña y cuál es su programa de trabajo en un día determinado, cuáles son sus preferencias, cómo prefiere recibir las órdenes, etc.) y con qué máquina está trabajando.

Dependiendo de estas variables se le remite la información que necesita para desempeñar su tarea, a través de un ordenador llevable, por ejemplo, incrustado en su cinturón. La comunicación entre este miniordenador y el operario se resuelve con un monitor (de 1 cm de largo por 1,5 cm de ancho) insertado en unas gafas (head mound display) y un micrófono en el que confirma las órdenes, desocupando sus manos, con todas las posibilidades que esto permite.

Por otro lado, según explica Maurtua, el centro está participando, junto con otras compañías, en el proyecto europeo WearIT@work, liderado por la Universidad de Bremen (Alemania). Este grupo de empresas está poniendo en práctica la filosofía de inteligencia ambiental en una de las líneas de ensamblado de la fábrica de Skoda en la República Checa. El objetivo es comprobar sobre el terreno la real viabilidad técnica, económica y social de estas tecnologías.

 

RACIONALIZAR LA PRODUCCIÓN

Alcanzar el sueño de conseguir gestionar una fábrica lo más inteligentemente posible requiere revisar los procesos que se están desempeñando para alinearlos con la máxima optimización, porque, como los expertos aseguran, que una planta fabril sea inteligente por sí misma es una utopía.

Hoy está en boga la filosofía Lean que aplicada a la producción significa la racionalización de la fabricación”, describe con precisión César Fernández-Pacheco, coordinador técnico de la ingeniería y consultoría especializada en la cadena de suministro Expertia-Logística.

Fernández-Pacheco enumera las fases que desarrollan en su compañía para llevar a cabo un proyecto de Lean Production en las factorías de sus clientes y que se podría extrapolar a cualquier proceso de transformación de estas características.

Primera fase: auditoría industrial La extracción de un mapa de costes y la elaboración de un estudio de ahorros potenciales:

• Estudio de actividades y tiemposcostes asociados a la producción.

• Actividades de control y ajuste mecánico.

• Actividades de manipulación.

• Actividades de registro de altas, bajas y medición y registro de parámetros de calidad.

• Actividades de transporte de materiales y movimientos de personas.

• Estudio de producciones defectuosas, sobrantes, mermas, etc. Costes y causas.

• Estudio de paradas y ralentizaciones de la producción. Costes y causas.

• Estudio de cadencias de línea y puntos débiles.

• Estudio de costes logísticos y de inmovilizado de stocks intermedios y de producto terminado. Segunda fase: estudio de acciones y alternativas de mejora Se realiza a partir de la calibración precisa de los ahorros potenciales de la fase anterior.

• Rediseño y racionalización de procedimientos de trabajo. Los objetivos: la simplificación y la minimización de tiempos; la reducción de productos defectuosos (control y respuesta temprana y eficaz a la desviación de parámetros de calidad), de inmovilizados y de costes logísticos; y la mejora de la capacidad de servicio.

• Estudio y análisis de rentabilidad de automatizaciones de actividades manuales y de medición y registro de parámetros.

• Diseño y valoración de la rentabilidad de alternativas de racionalización de lay-outs.

• Estudio y análisis de la rentabilidad de automatizaciones de transporte interno.

• Estudio y análisis de la rentabilidad de cambios tecnológicos de procesos que impliquen el incremento de la cadencia o la reducción de costes.

Tercera fase: proyecto de detalle y planificación de implantación de las alternativas elegidas “La distribución de los ahorros medios producidos en cada capítulo es muy variable, pero la racionalización de los procedimientos suele ser la fuente de resultados más sorprendentes y gratos para el cliente por el volumen del ahorro y por la menor inversión necesaria”, constata César Fernández-Pacheco.

 

HERRAMIENTAS QUE PIENSAN

Por mucho que todos los procesos aplicados durante la fabricación estén regidos por los más altos estándares de optimización, todo el esfuerzo efectuado no servirá de nada si no se utiliza un método realmente útil para comprobar que el producto que sale de la planta es lo que realmente se quiere vender. La compañía Cognex comercializa equipos de control de calidad que se podrían calificar como inteligentes.

Es la fotocélula CHECKER, un sensor de contraste que detecta las características de los productos y de los embalajes. Por ejemplo, en una botella de agua, comprueba la existencia del código, de la fecha y del lote así como la del tapón, haciendo posible que se desechen las que no lo incorporan antes de ser introducidas en su embalaje. Para esta misma operación se venían utilizando varios sensores fotoeléctricos, pero Cognex lo ha resuelto con uno solo.

 

A LA ÚLTIMA EN SOFTWARE

El éxito de las industrias dependerá cada vez más de su habilidad para responder rápidamente a la actualización de la tecnología, para alcanzar menores plazos de entrega y para lograr una transformación instantánea de información en conocimiento”, dice Jesús María de la Maza, director general de la consultora Carsa.

En esa rápida transformación de la información en conocimiento están enfrascadas multitud de empresas. Los casos que se exponen a continuación son sólo una pincelada de todo el tejido dedicado a este cometido.

 

Aplicaciones prácticas

La compañía Planning & Scheduling realiza proyectos de mejora organizativa optimizando la planificación y la programación de la producción en industrias mediante la implantación de la herramienta inteligente ASPROVA. Esta herramienta ayuda en la toma de decisiones buscando optimizar la eficiencia, la calidad de servicio, la productividad y la flexibilidad de la fábrica.

El sistema propone las mejores soluciones para organizar las diferentes demandas y pedidos de los clientes, con fechas y prioridades, teniendo en cuenta la realidad de la planta (recursos productivos, materiales, operarios, útiles, etc.) así como la disponibilidad de los subcontratistas y de los proveedores.

Por su parte, la empresa Sisteplant, especializada en sistemas de gestión e información en planta, aporta dos soluciones: el sistema CAPTOR, para el manejo de la producción, y PRISMA3, para la gestión del mantenimiento. El primero es una herramienta clave en la gestión en tiempo real de la planta, evidenciando y cuantificando las pérdidas de valor.

en la cadena de suministro y alimentando con información veraz los entornos de gestión corporativos Lean Manufacturing.

En cuanto a PRISMA3 incorpora la inteligencia artificial para el diagnóstico de averías. Entre la oferta tecnológica de la ingeniería Goitek se encuentra OLANET, una herramienta parametrizable, que aporta gran facilidad para la realización, recogida, tratamiento, exportación y consulta de toda la información en un proceso productivo.

Sus principales funcionalidades son: el control de presencia en el puesto de trabajo, el seguimiento de las órdenes de fabricación, el control de máquinas, la trazabilidad y la identificación en curso, la visualización de planos, el autocontrol de calidad, la monitorización y la elaboración de informes.