Cambio rojo: el rápido y continuo cambio en tecnologías para la manufactura

La manufactura aditiva no reemplazará la industria de la manufactura por entero; sin embargo, continuará creciendo en tanto las compañías entienden el valor del proceso.

En esta ocasión profundizaré en la rápida adopción de varias tecnologías que en un inicio se consideraban de bajo valor para el proceso de manufactura y hoy se vuelven instrumentales. El presente artículo es una recolección de ideas de mi colega Benjamin Moses, director de tecnología de AMT McLean, y de este servidor, en su utilización en América Latina.

Las entidades de manufactura que trabajan para alcanzar el mejoramiento continuo y operaciones más controladas, así como los usuarios, fabricantes y desarrolladores de sistemas de manufactura aditiva, automatización, sistemas sustractivos, sujeción y metrología han incorporado cambios en los productos asociados a la tecnología para la manufactura a un ritmo acelerado.

Lo anterior es la culminación de múltiples esfuerzos de investigación y desarrollo que llevaron años. Cuando los empresarios se dieron cuenta de que los beneficios económicos de estas tecnologías eran mayores que el costo de oportunidad de la inversión, la intersección generó un fenómeno dual de creación de nuevas tecnologías e introducción de compañías al mercado.

Estándares en el ecosistema de manufactura

El mejoramiento continuo y la administración de operaciones han presentado una actualización acelerada gracias a estándares en la manufactura digital. Los días de la toma de decisiones basada principalmente en documentos en papel en el piso de manufactura están desapareciendo con velocidad. ¿Quiere esto decir que el papel se volvió impráctico y sin uso? No, el papel es con frecuencia la conexión más usada de lo físico a lo digital.

Ahora, los estándares desplegados en el ecosistema ayudan a la manufactura digital a recolectar, almacenar, visualizar y analizar datos. En un White Paper escrito por NIST (Instituto Nacional Estadounidense de Estándares y Tecnología) se declara:

“Los estándares son la estructura que provee estabilidad en procesos repetibles y la composición de soluciones tecnológicas diversas para conseguir un resultado final robusto y sustentable”.

Este punto es vital para la toma de decisiones basada en datos e información. En tanto las necesidades organizacionales y los equipos se modifiquen y actualicen, los estándares continuarán su actualización para mantenerse relevantes y aplicables a las necesidades de la industria.

Adicionando eficiencia a través de tecnologías de manufactura aditiva

Los procesos de manufactura aditiva han ganado aceptación de manera significativa en estos años a través de investigación y desarrollo continuo, así como experimentación con casos de uso diferenciados. Los estándares en materiales permiten a más fabricantes de equipo original considerar integrar aditiva a su catálogo de soluciones.

Es sabido que la manufactura aditiva no reemplazará la industria de la manufactura por entero; sin embargo, continuará creciendo en tanto las compañías entienden el valor del proceso para sus necesidades específicas.

Los fabricantes pueden observar un incremento de la eficiencia en el producto final a través de un diseño que solo puede ser fabricado mediante procesos aditivos. Por ejemplo, una estrategia de manufactura para moldes y troqueles puede lograr un mejor desempeño y tiempos de ejecución más cortos con la adopción de aditiva.

En un artículo publicado por Brent Donaldson, de Additive Manufacturing Media, refiere que “la impresión 3D con canales de enfriamiento conformales cerca de la superficie de los moldes, crea un dado con un importante balance térmico, y de esta forma se produce una cascada de beneficios en un tiempo de ciclo menor, menos desperdicios y costos de mano de obra”.

Mejoras en la automatización

La automatización ha ganado aceptación debido a los cambios en sus capacidades y facilidad de implementación. Cambios en las tecnologías integradas, como sensores, sistemas de visión de máquina, programación y seguridad industrial empujan el citado cambio. En un artículo reciente publicado en AMTonline.org, “Innovaciones en sistemas de visión en maquinaria para la industria de la manufactura”, David Bruce, de FANUC América Corp., discute la adopción acelerada de sistemas de visión en las máquinas:

“Sistemas de visión en las máquinas (MV) es una tecnología que continúa creciendo en dos vertientes: sus capacidades y su habilidad de agregar valor a muchas industrias diferentes, incluida manufactura. Lo anterior se debe, principalmente, al incremento de las capacidades y los costos más bajos de los sistemas de cómputo requeridos para ejecutar aplicaciones de MV”.

Estos cambios se extienden a tecnologías relacionadas con seguridad industrial. En intentos anteriores de automatizar se requerían distanciamiento y guardas para garantizar la integridad física; los actuales robots colaborativos y sistemas de visión en celdas de maquinaria aceleran el despliegue de celdas de manufactura con mucho menos restricciones por seguridad industrial e integridad física.

La programación de robots también ha observado un cambio para emparejarse a sus tecnologías asociadas. Programación fuera de línea era el método primario, pero el entrenamiento en tiempo real y uso de técnicas de demostración crecen en popularidad. Estas técnicas de entrenamiento práctico permiten a compañías cuyo perfil de operación es de bajo volumen y alta mezcla considerar la automatización, debido a que se convierte en una solución eficiente en costos por sus capacidades escalables.

Metrología, eficiencia y gemelo digital

Los cambios en metrología se dan cada vez más rápido y son cada vez de mayor impacto para la rentabilidad de las empresas. Lo anterior debido a la integración de sistemas de inspección en otros equipos y procesos. Desde la superficie, inspección en máquina parecería demorar el proceso, pero se puede obtener una importante reducción en el tiempo total de manufactura.

En 2017, la SME (Society of Manufacturing Engineers) publicó un artículo titulado “Herramientas de metrología para inspección durante el proceso de manufactura”, escrito por Lillian Barraud, de Blum-Novotest Inc. Allí se describe el impacto de inspección montada en máquina: “Los fabricantes están ya receptivos a aceptar incrementos en tiempo de ciclo para incluir la inspección en el proceso, porque es la forma más eficiente e inteligente de asegurar que todas las partes son producidas o manufacturadas de acuerdo con su tolerancia, evitando desperdicios, reciclaje de los mismos, y métodos manuales de medición posproceso”.

Esta integración puede ser observada con sistemas de visión en máquina y robótica. Muchos más casos de uso son desarrollados para validar ensambles a través de tecnologías de automatización. Finalmente, los datos de metrología se alimentan al gemelo digital y el registro histórico.

En su White Paper “Industria 4.0 y el gemelo digital: la manufactura encuentra a su Igual”, Deloitte afirma: “Con la aparición de costos de computación y almacenaje competitivos, el número de casos de uso y posibilidades para habilitar el gemelo digital se ha expandido a velocidad vertiginosa, fortaleciendo el valor de las empresas”.

El camino por seguir

Al final, ¿qué significan estos cambios para las empresas de manufactura hoy? De inicio, sea sensible y partícipe de los estándares relevantes sobre tecnologías para la manufactura. La manufactura ha estado al tanto de los estándares relevantes al producto (materiales, procesos y forma) y las tecnologías para la manufactura abrazaron esta metodología con propósitos escalables. Tenga en cuenta que existirán cambios y actualizaciones continuas en bienes de capital. Esta forma de pensar promueve la cultura en la organización y el personal para mantener los bienes de capital.

Finalmente, los humanos siempre desarrollaremos un rol importante en la manufactura, la cual depende de la creación de una cultura de mejoramiento y educación continua. La necesidad de un sistema de manufactura ágil y flexible continuará guiando a la tecnología y la fuerza de trabajo tendrá que mantenerse o estar un paso adelante para retener el talento y dirigir una operación colaborativa. 

El reto para las empresas en México y América Latina es integrar estos avances tecnológicos con la velocidad que haga sentido para la rentabilidad de las empresas y mejorar su espectro de competencia con la cadena regional de manufactura.

La AMT y sus más de 650 asociados lanzan productos y servicios sensibles a la nueva época que vivimos, como aplicaciones de AR, metrología, sistemas para uso de gemelo digital e inteligencia artificial, entre otros.

Para conocer más de esas tecnologías transformativas, tener información de las capacidades de AMT, sus más de 650 asociados, fabricantes y distribuidores de tecnología para la manufactura, así como solicitar asistencia en la implementación de soluciones de productividad y reducción de costos, además de acceder a Mapas de Ruta Tecnológica, la asociación pone a disposición su grupo de aplicaciones y sus socios en América Latina. Por favor contacte a Carlos Mortera, en AMT en América Latina cmortera@amtonline.org, o a Daniel García Danielgarcia@amtcenter.org.mx