Smart factories: así es la fábrica inteligente del futuro

Las smart factories han cobrado protagonismo dentro de la cadena de suministro. El rápido avance tecnológico, la presión de la competencia, así como la fragmentación de la demanda y la producción a nivel global han acelerado la transformación de las fábricas, que buscan convertirse en inteligentes gracias a la automatización y a la digitalización.

De hecho, el 86% de los fabricantes cree que la capacidad de convertir las plantas de producción convencionales en smart factories será determinante para mejorar su competitividad, según el Smart Factory Study de Deloitte y MAPI (Manufacturer's Alliance for Productivity and Innovation).

¿Qué características presentan estas fábricas inteligentes? ¿Cómo se relacionan con el resto de eslabones de la cadena de suministro? Lo analizamos a continuación.

¿Qué son las ‘smart factories’?

El concepto de smart factory o fábrica inteligente hace referencia a la aplicación de las últimas técnicas de robotización y al uso de sistemas digitales en el control y ejecución de la producción industrial. En una smart factory se gestiona gran cantidad de datos procedentes tanto de los sensores integrados en la maquinaria como de los distintos softwares que coordinan las operaciones que tienen lugar dentro y fuera de la fábrica.

El objetivo es ganar en productividad limitando la necesidad de una continua supervisión humana. En su versión más avanzada, la fábrica inteligente debe ser capaz de adaptar su producción a una demanda cambiante, de responder ante las rápidas necesidades de la supply chain y de corregir las desviaciones en los procesos para evitar parones técnicos. Esto lo logra mediante la explotación del big data y la integración de tecnologías como los sensores IIoT (Internet de las Cosas Industrial) o de simulación digital como los digital twins.

Características de las fábricas inteligentes: ventajas

Las smart factories suponen un paso más allá en la gestión de las operaciones productivas. Las fábricas inteligentes se caracterizan por:

- Ser instalaciones flexibles y ágiles en la producción

Rediseñar las líneas de producción y alterar el funcionamiento de la maquinaria industrial posee un impacto financiero y operativo nada desdeñable. De ahí que sean decisiones complejas que requieren de profundos análisis y ensayos para no dar pasos en falso.

La agilidad de las smart factories para ajustar procesos se explica por el uso sistemático de herramientas como los gemelos digitales. Con este tipo de software, pueden simularse digitalmente nuevos procesos productivos y verificar su eficacia, antes de ponerlos en marcha físicamente.

Del mismo modo, la impresión 3D está facilitando el desarrollo rápido de prototipos y modificaciones en los productos antes de lanzar la fabricación definitiva a gran escala. Así, la tecnología hace posible diversificar las tareas productivas minimizando los riesgos.

- Contar con soluciones de robótica inteligente

La adaptabilidad de las smart factories no puede entenderse sin unos sistemas automáticos que la respalden, además de las citadas tecnologías digitales. En la fabricación inteligente, la maquinaria industrial pasa de ser un sistema rígido que ejecuta movimientos limitados para convertirse en sistemas mucho más versátiles que interactúan con su entorno. Este sería el caso, por ejemplo, de la implementación de cobots o robots colaborativos o de robots móviles en tareas de producción.

Por otra parte, en las smart factories, las herramientas de control monitorizan la producción de manera global, recabando datos en tiempo real a través de todo tipo de sensores. Esta información sirve para optimizar los procesos: por ejemplo, permite ajustar al máximo la cantidad de materias primas que se utilizan o, también, posibilita el ahorro energético al aumentar la eficiencia en los movimientos de la maquinaria.

- Conseguir procesos más seguros y eficientes

La automatización industrial minimiza la intervención humana y esto reduce la incidencia de lesiones y trastornos musculoesqueléticos en los trabajadores. Además, la maquinaria está dotada de avanzados sensores y protocolos de seguridad que previenen riesgos para el personal.

Asimismo, las smart factories cuentan con detallados planes de mantenimiento industrial preventivo que buscan limitar el número de paradas técnicas durante la producción. De hecho, este campo es uno de los más prometedores para el desarrollo de aplicaciones de machine learning, puesto que las averías y fallos comprometen la eficiencia y alargan los tiempos de producción.

- El uso de los datos para la toma de decisiones

Las smart factories disponen de una mayor capacidad para extraer información del mundo real y trabajar con ella en el ámbito digital. Las fábricas inteligentes no actúan como entes aislados: se comparten y analizan más datos debido a la integración entre sistemas (MES, ERP y SGA fundamentalmente) y al alto grado de especialización de cada uno de ellos.

Como consecuencia, en las smart factories hay un mayor control de procesos y se genera un relevante conocimiento técnico de gran utilidad para la toma de decisiones estratégicas.

La relación entre el almacén y la ‘smart factory’

Las ventajas competitivas que generan las smart factories corren el riesgo de disiparse si no cuentan con un aliado en la búsqueda de la eficiencia: el almacén. ¿Cómo lograr la coordinación óptima entre la fábrica inteligente y el almacén? Las instalaciones de almacenaje idóneas tienen que garantizar:

- La manipulación automatizada de cargas

En logística de producción, es común encontrar almacenes ubicados junto a las fábricas. Estos se encargan de almacenar productos semielaborados, gestionar el producto terminado y prepararlo y expedirlo al cliente final. El flujo interno de mercancías entre ambas instalaciones puede preverse en gran medida, algo que hace que la automatización de estos almacenes sea altamente rentable.

Por ello, el uso de sistemas automáticos no termina en la smart factory, sino que continúa en su conexión con el almacén: los transportadores y transelevadores se encargan de manipular las cargas y transportarlas desde las líneas de producción hasta las estanterías de almacenaje. Como ejemplo, podemos mencionar el almacén que Mecalux construyó para DAFSA, fabricante que cuenta con la planta de elaboración, envasado y procesado de zumos, cremas y horchatas más avanzada de Europa.

- La trazabilidad integral del stock de piezas y componentes

Dependiendo de la naturaleza de la producción, los almacenes pueden tener inventarios con miles de referencias diferentes que participan en distintas fases de la fabricación. Algunos SKU serán productos finales que se reciben de fábrica, otros serán piezas o materias primas que se utilicen en las líneas de producción. El almacén tiene que estar preparado para controlar el nivel de stock de cada referencia y su localización, con el fin de surtir con garantías a una fábrica inteligente.

Un caso representativo de esta situación es el almacén de GKN Driveline, empresa especializada en la fabricación y distribución de componentes para las industrias automovilística y aeroespacial. Mecalux habilitó dos almacenes automáticos para cajas: uno dedicado al abastecimiento de la fábrica y otro pensado para preparar y expedir los pedidos de piezas para clientes. GKN Driveline se enfrentaba a un volumen de stock muy elevado con aproximadamente 5.000 referencias y logró una trazabilidad integral gracias al software de gestión de almacenes Easy WMS.

- La visibilidad de las operaciones manufactureras y logísticas

Tan importantes son los flujos de materiales entre instalaciones como los flujos de datos entre sistemas. No se pueden desligar, por lo que acabar con los silos de información se vuelve fundamental en el ámbito de las smart factories. En relación con el almacén, es necesario integrar el SGA con el resto de software de la empresa, ya que es la forma de controlar las entradas y las salidas de mercancías para que no se produzcan cortes o errores en el suministro de materiales.

En este sentido, no todos los SGA son compatibles con estos requerimientos, puesto que demandan ir un paso más allá en su grado de especialización. A este respecto, Easy WMS de Mecalux cuenta con un módulo de producción que amplía sus funcionalidades para cumplir con las necesidades específicas del sector manufacturero.

Los fabricantes, ante el reto de la reconversión en ‘smart factories’

Según el informe Smart factories at scale del Capgemini Research Institute, las empresas ya están aplicando estrategias de fabricación inteligente en el 30% de sus procesos y sus planes pasan por ampliar estas iniciativas para llegar a cubrir un 40% más de operaciones en los próximos años. No en vano, el 68% de los fabricantes encuestados afirman tener en marcha proyectos de smart manufacturing en sus plantas de producción.

Estos datos arrojan una tendencia en progresión ascendente, pero no deja de ser paulatina y gradual. Las smart factories no son ajenas a desafíos que, en muchos casos, suponen fuertes obstáculos para su rápido desarrollo. Por ejemplo, la ciberseguridad es una preocupación para el 46% de los encuestados, al igual que para el 51% lo es la falta de capacidad técnica para desarrollar integraciones (muchas veces debido a la escasez de perfiles preparados para ello, el valorado talento 4.0).

En el campo de la logística de almacenamiento se aprecian similitudes con este escenario. No obstante, los imparables cambios asociados a la logística 4.0 están acelerando la transformación de los almacenes para mantener la competitividad en el mercado. Si quieres contar con asesoramiento especializado en soluciones de software y automatización logística, contacta con nosotros. Llevamos más de 50 años optimizando la logística de todo tipo de empresas.