zeper

logo zeper

Paperless Factory: la verdadera digitalización de las operaciones

Desde que Henrik von Scheel diera origen al término Industria 4.0 la idea fue adquiriendo una dimensión de tal magnitud que la idea pasó a estar en boca de todos los que formamos parte de la industria. Tanto se ha hablado y escrito sobre la Industria del futuro que, especialmente en los últimos años, han surgido conceptos que se han utilizado prácticamente como sinónimos como p.e.: Digital Factory, Paperless Factory, Digital Twin, Smart Factory, Industria 4.0, Digital Manufacturing… 

 

El intercambio de estos términos es tan habitual que con frecuencia leemos la misma definición para más de uno de ellos. Así que la primera pregunta que nos viene a la cabeza es: ¿son realmente lo mismo? ¿Es “Paperless Factory” igual a “Digital Factory”?
Lo cierto es que si buscas “Digital Factory” en Google no obtienes una definición unánime de qué significa, así que lo más prudente sería consultar fuentes que se consideren referentes del sector como: PWC o Siemens. Estas entidades definen “Digital Factory” como: 

 

  • La Asociación Alemana de Ingenieros (VDI) define “Digital Factory” como: una fábrica digital es un término genérico para una red integral de modelos, métodos y herramientas digitales, incluidas la simulación y la visualización en 3D, integrados en un sistema de gestión de datos continuo. El objetivo de una fábrica digital es la planificación holística, la evaluación y la mejora continua de todas las principales estructuras, procesos y recursos de una fábrica real junto con el producto. 
  • Siemens sigue una línea similar y define la Fábrica Digital como una combinación del mundo real y el digital para una mejor toma de decisiones. Esta combinación se consigue mediante la captación de un volumen ingente de datos gracias a la digitalización y la automatización. 
  • PWC también proporciona un enfoque similar e indica que para convertirte en una Digital Factory debes recoger gran cantidad de datos y disponer de conectividad para analizarlos e incluso extender esta digitalización más allá de la “vertical” (tu planta) y hacerla “horizontal” a proveedores, clientes, etc… 
De modo que, podríamos concluir que se entiende “Digital Factory” como una representación Digital de la Fábrica que, gracias a un elevado nivel de conectividad, dispone de datos actualizado a tiempo real. Por lo tanto, es un concepto mucho más relacionado con el concepto de “Digital Twin” que con el concepto de la digitalización de las operaciones de fábrica. 
La definición de gemelo digital que ofrece Gartner Research en el “Hype Cycle for IT Evolution in Manufacturing 2019” es la siguiente: 
  • “Un gemelo digital es una representación virtual de una entidad, como un activo, una persona o un proceso, y se desarrolla para respaldar objetivos comerciales nuevos o mejorados. […] Los elementos necesarios para cumplir con los objetivos comerciales son el modelo, los datos, una asociación uno a uno y la capacidad de seguimiento, los elementos opcionales son el análisis, el control y la simulación». 
La característica clave del gemelo digital es la relación simbiótica entre los objetos físicos y virtuales, donde el intercambio de datos es bilateral y automático. Cualquier cambio en las características del objeto físico se transfiere a su gemelo digital y viceversa. Tales capacidades son de enorme valor como parte de un sistema de gestión de datos continuo. 

 

Los términos que a veces se mencionan en relación con los gemelos digitales son copia digital y sombra digital, pero existen diferencias sutiles. Una copia digital es como un gemelo digital, una representación de un objeto existente en forma digital, pero la distinción clave es que la modificación de la condición del objeto físico no se trasladará a la copia digital (y viceversa). Mientras tanto, una sombra digital es estrictamente un intercambio de datos automatizado unidireccional, donde un cambio en el objeto físico se refleja con cambios en el objeto virtual, pero no en la otra dirección. 

 

En conclusión, se entiende “Digital Twin” como una representación digital de la fábrica a tiempo real y conectada con la fábrica real con la que es posible hacer simulaciones y predicciones del estado futuro, así como modificar características y variables.  

 

En base a esto, “Digital Factory” y “Digital Twin” son dos conceptos que distan de ser una digitalización de la industria entendiéndola como una digitalización de las operaciones y del shopfloor industrial. Así que mejor demos un paso atrás y veamos qué se entiende por “Paperless Factory”. 
El mismo Siemens (que había definido “Digital Factory” como una combinación del mundo digital y el real) define “Paperles Factory” como:  
  • La fabricación sin papel se refiere al uso de sistemas electrónicos basados en software para monitorear y hacer cumplir los procesos de producción de fabricación, mientras se captura toda la información asociada con los registros de producción. Un software de sistema de ejecución de fabricación reemplaza los procesos de fabricación en papel con una ejecución de fabricación proactiva que ofrece reducciones de costos y respalda la mejora continua y las iniciativas lean. Hace cumplir las reglas comerciales para los procesos a prueba de errores y proporciona un seguimiento de auditoría electrónico completo de toda la actividad de fabricación. 
Y destaca como un aspecto interesante de esta definición: 
  • “[…] Una percepción errónea común de la fabricación sin papel es que se trata simplemente de «papel sobre vidrio», versiones digitales de documentos en papel o archivos PDF inteligentes. Si bien estos elementos pueden existir en un sistema de fabricación sin papel, el valor principal proporcionado por la fabricación sin papel proviene de su capacidad para detectar errores en las operaciones mientras captura, almacena y muestra simultáneamente toda la información de fabricación en tiempo real.”
Así pues, por la vía de “Paperless Factory” sí parece que estamos más cerca de la transformación digital de la industria, pero entonces: ¿todos estos conceptos no están relacionados? ¿No tienen nada que ver unos con otros? ¿Realmente son ideas independientes o el concepto de Industria 4.0 – Smart Factory puede dar una sentido a todos ellos? 

¿Qué se entiende por "Smart Factory"?

Una smart factory es una fábrica a cuyos procesos se han incorporado nuevas tecnologías. En una smart factory se utilizan tecnologías como la inteligencia artificial, el internet de las cosas o el big data, entre otras. Estas tecnologías se combinan para optimizar el proceso productivo, dando lugar a las llamadas “Smart factories”. 

 

Una de las características más llamativas de este tipo de fábricas es la autonomía. Las nuevas tecnologías permiten soluciones que van más allá de la automatización y que permiten prescindir de la acción humana durante casi la totalidad del proceso productivo. Una smart factory tiene la capacidad de autocorregirse, es decir, de detectar errores que tengan lugar durante el proceso productivo, subsanarlos y aprender de ellos. 

 

Otra característica definitoria de una smart factory es la conectividad: en una smart factory, las herramientas, los dispositivos y los sistemas de producción están conectados entre sí. Conectar el mundo físico con el mundo digital permite monitorizar todo el proceso, recogiendo cantidades ingentes de datos que pueden ser depurados para utilizarlos después con diferentes propósitos. Obtener información sobre las herramientas y máquinas de la cadena de producción o el trabajo de cada uno de los operadores permitirá optimizar los procesos productivos, predecir o detectar incidencias o aportar información relevante para la toma de decisiones. De este modo, la industria conseguiría: 

 

  • Más eficiencia: Al automatizar los procesos, las plantas pueden incrementar notablemente sus ritmos de producción. 
  • Más calidad: A través de los procesos inteligentes, se reduce el riesgo de error humano. Las máquinas ejecutan las tareas repetitivas con precisión y exactitud, independientemente de cuantas horas lleven funcionando. 
  • Más flexibilidad: Gracias al ahorro de tiempo e inversión que generan, las fábricas inteligentes permiten llevar a cabo una producción modular y flexible, de manera rápida y con resultados satisfactorios. 
  • Más control: En las fábricas inteligentes todos los departamentos están conectados. Esto deriva en flujos de información eficaces y en tiempo real. Los procesos se monitorizan en todo momento y se pueden. 
  • Más ahorro: Gracias a la smart factory se pueden reducir los costes de producción y de explotación notablemente. De la misma manera, las fábricas inteligentes proporcionan un interesante ahorro energético. 
  • Más rentabilidad: Al aumentar la calidad de la producción y reducir los costes productivos, la smart factory permite que los márgenes operativos de las compañías se incrementen. 
 
Así pues, ya hemos encontrado que el concepto de “Smart Factory” es el que englobaría en una misma idea todas las anteriores. Y, por si fuera poco, al parecer una Smart Factory es una fábrica que va sola, que se autoplanifica, que se autocorrigen a tiempo real… ¡y todo sin tener intervención humana! 

 

¿Entonces por qué no toda la industria ha convertido ya en una Smart Factory? ¿A qué estamos esperando? ¿Por qué cuando visitas una fábrica tras otra no ves este tipo de tecnologías? 

 

Porqué directamente no pueden.  
Ser una Smart Factory no es posible hoy en día. No existe la tecnología que habilita llegar a ese punto. Ni existen fábricas con el nivel de conectividad que se requeriría, ni sistemas que sean capaces de organizar todos esos datos y de analizarlos correctamente y, ni mucho menos, de tomar decisiones que auto-corrijan los errores. 
Sin embargo, hay decenas de expertos y estudios de institutos y observatorios que hacen referencia a la Smart Factory como una realidad. 

 

¿Entonces dónde está el desajuste? ¿Qué es lo que no encaja? ¿Por qué los estudios y los expertos dicen una cosa y cuando vas a las fábricas no ves nada de todo esto? 

 

Repito: ser un Smart Factory hoy en día no es posible. Ni siquiera para las grandes corporaciones manufactureras, en las que los ejemplos más destacados del mundo son: 

 

AUDI:
  •  Factory: San José Chiapa, Mx 
  • La planta entera fue simulada virtualmente antes de que las operaciones empezaran 
  • Invest: 1B.
FAURECIA:
  • Factory: Columbia, Indiana, US 
  • Amplio uso de las tecnologías digitales para mejorar la eficiencia y la innovación 
  • Invest: 64 M 
ADIDAS:
  • Factory: High-tech SpeedFactory en Alemania 
  • Flexibilizar los Sistemas productivos a través de la impresión 3D y el uso de Gemelo Digital 
SIEMENS: 
  • Factory: Amberg, Alemania 
  • Integración de máquinas y sistemas que asumen el 75% de la cadena de valor. 
GE: 
  • Factory: Pune, India 
  • Flexibilizar la producción para producir desde componentes del motor de aeronaves hasta componentes locomotrices. 
ABB: 
  • Factory: Beijing, China 
  • Su Smart Plant consiguió un 99,94% de fiabilidad en las entregas reduciendo su lead time de 8 a 2 días. 
Para que el grado de adopción del concepto Smart Factory en la industria sea considerable deben pasar muchos años, incluso décadas. Es un proceso de progresión lenta. Por lo tanto, probablemente sería más adecuado considerar que el concepto de Smart Factory como tal no es alcanzable hoy en día, pero que los early-adopters están llevando iniciativas que les acercan un pasito más a ese ideal. 

 

En esa línea, Capgemini estableció su Smart Factory Framework que está diseñado para ayudar a los fabricantes a centrarse en mejorar la madurez digital de las funciones principales de fabricación: la gestión del ciclo de vida de los productos y activos, gestión de operaciones, simulación de sistemas y ciberseguridad industrial.  

 

De estos elementos, la gestión de operaciones forma una gran parte de los componentes de la fábrica inteligente. Y es ahí en dónde se están empezando a ver algunos ejemplos que quizá podríamos considerar más próximos. 

 

GESTAMP:
SEAT: 
GEDIA: 
  • Factory: Vilafranca del Penedés, España 
  • Digital Factory Project: una fábrica de Hot Stamping en la que no hay presencia de papel y todos los procesos han sido digitalizados.

El funcionamiento de una Smart Factory

En resumen, el concepto de “Paperless Factory” no es lo mismo que “Digital Factory”, aunque ambos son complementarios. La eliminación de papel de la fábrica se centra en la digitalización-automatización de los procesos operativos que tienen lugar en el shopfloor y por lo tanto a luchar contra los costes ocultos que el papel implica.  

Y atentos, porque transformarte en una Paperless Factory va mucho más allá de implementar un sistema MES!!!

¿Quieres saber más sobre la Paperless Factory Platform?