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Expectativas de inversión en automatización para las industrias de fabricación por lotes

Automation World indagó acerca de las expectativas de inversión en automatización para 2021, los proveedores destacan la pandemia en curso, la cadena de suministro y los problemas laborales que impulsan el interés a corto plazo en tecnologías específicas.

Expectativas de inversión en automatización para las industrias de fabricación por lotes

¬ŅQu√© sucede con la inversi√≥n en las industrias de fabricaci√≥n por lotes o h√≠bridas?  Conozca los resultados de este estudio desarrollado por Automation World a fines de 2020 entre proveedores de tecnolog√≠a de automatizaci√≥n. Les hicimos a esos proveedores una serie de preguntas para comprender mejor c√≥mo ve√≠an a sus clientes, usuarios finales en todo el espectro industrial, reaccionar a los cambios econ√≥micos y sociales que todos experimentamos en 2020.

Como se esperaba, hubo una gran superposición entre las tres verticales de la industria con respecto a las tecnologías cuyo uso se espera que tenga una tendencia al alza. Pero también hubo una variación significativa.

Primero, veamos las superposiciones. En las industrias discretas, las cinco √°reas principales que se espera que experimenten un aumento en el gasto en 2021 son: adquisici√≥n y an√°lisis de datos, computaci√≥n en la nube, software de ciberseguridad y software de plataforma IoT (empatados en el tercer lugar), sensores y robots / cobots (empatados en el quinto lugar). Las respuestas para las industrias por lotes tambi√©n se√Īalaron que el software de la plataforma IoT, la adquisici√≥n y an√°lisis de datos, la computaci√≥n en la nube, el software de ciberseguridad y los sensores se encuentran entre los cinco primeros. Para las industrias por lotes, la ciberseguridad y la computaci√≥n en la nube empataron en el quinto lugar en gasto. Ese v√≠nculo abri√≥ un lugar para que una sexta tecnolog√≠a se ubicara entre las cinco principales, y en la fabricaci√≥n por lotes, es el acceso remoto, que ocup√≥ el segundo lugar para esta industria vertical.

"El hilo com√ļn entre las √°reas principales para aumentar el gasto es la necesidad de m√°s datos", dijo Bruce Kane, consultor de la industria t√©cnica de ciencias biol√≥gicas globales de Rockwell Automation. "Las empresas est√°n dispuestas a invertir en la transformaci√≥n digital cuando reconocen c√≥mo pueden utilizar la informaci√≥n para comprender mejor sus procesos y, como resultado, mejorar el rendimiento, aumentar la capacidad, disminuir los costos de fabricaci√≥n y mejorar el tiempo de comercializaci√≥n".

Keith Chambers, vicepresidente de software de gesti√≥n de operaciones de Aveva, dijo que las √°reas principales se√Īaladas en esta encuesta ‚Äúreflejan claramente los fuertes movimientos hacia la transformaci√≥n digital en las industrias de fabricaci√≥n por lotes. Los fabricantes de lotes e h√≠bridos se enfrentan a desaf√≠os sin precedentes amplificados por el COVID-19 que han tenido un impacto significativo en los resultados comerciales, el crecimiento y la rentabilidad. Para ser m√°s flexibles y √°giles a medida que la demanda del mercado, la demanda de productos y las configuraciones de empaque cambian r√°pidamente, los fabricantes est√°n respondiendo con la transformaci√≥n digital‚ÄĚ.

Implicaciones de la transformación digital

Las observaciones de Kane y Chambers sobre las inversiones en transformación digital se ven subrayadas por los hallazgos de nuestra investigación. Todas las áreas principales para los niveles más altos de aumento de gasto son tecnologías estrechamente asociadas con la transformación digital. Eso no quiere decir que no se espera que otras tecnologías de automatización, como SCADA, controladores y motores y variadores, experimenten un aumento en el gasto. Nuestra investigación indica que lo harán.

La diferencia radica en la cantidad de gasto incrementado. Por ejemplo, en las industrias por lotes, donde el 80% de los encuestados espera un aumento en el gasto en adquisición de datos y análisis, solo el 42% espera un aumento en el gasto en motores, variadores y tecnologías de control de movimiento.

La combinaci√≥n de la maduraci√≥n del mercado de bienes de consumo (CPG) y las interrupciones de la cadena de suministro de COVID-19 empuj√≥ a los fabricantes a implementar la cadena de suministro y los sistemas de fabricaci√≥n que funcionan juntos, seg√ļn Chambers. A√Īadi√≥ que un componente clave para que estos sistemas funcionen juntos implica que deben estar "optimizados din√°micamente para garantizar la m√°xima rentabilidad empresarial que permitan las limitaciones operativas".

Chambers tambi√©n se√Īal√≥ que los fabricantes de lotes est√°n satisfaciendo las crecientes demandas de los clientes y reguladores de transparencia en toda la cadena de suministro que requiere la trazabilidad de los materiales desde la granja hasta la mesa y visibilidad de d√≥nde, cu√°ndo y c√≥mo se obtienen, procesan y env√≠an los productos.

"La ética y la responsabilidad corporativa se están incorporando a los procedimientos operativos en cada etapa de la cadena de valor, el IIoT (Internet industrial de las cosas) y el análisis de datos avanzado se están implementando para ampliar las iniciativas de sustentabilidad en toda la empresa y brindar beneficios tanto ecológicos como económicos", dijo Chambers. “Estos beneficios incluyen el potencial significativo de reducción de costos que ofrece la disminución del consumo de energía y los residuos de producción. Por ejemplo, Henkel Laundry & Home Care, un proveedor de bienes de consumo y productos químicos industriales, trabajó con Aveva para construir una red troncal digital para cumplir con sus objetivos de sustentabilidad y eficiencia, logrando una reducción del 24% en el consumo de energía, lo que resultó en 15 millones de euros en reducción de los costos de energía y una mejora de la efectividad general del equipo (OEE, por tu sigla en inglés) del 4.5%".

Mark Ruberg, gerente de la industria de empaque de Beckhoff Automation, se√Īal√≥ que las empresas de fabricaci√≥n por lotes ‚Äúreciben un pago por el producto que sale del muelle, por lo que siempre est√°n buscando nuevas formas de aumentar la producci√≥n y el tiempo de actividad. La transformaci√≥n digital promete nuevas oportunidades para optimizar estas √°reas, donde los m√©todos y tecnolog√≠as tradicionales se han estancado. Las mayores capacidades de adquisici√≥n y an√°lisis de datos brindan informaci√≥n √ļtil para ayudar a los fabricantes a abordar los problemas de calidad, identificar las tendencias del consumidor, reducir el tiempo de inactividad de las m√°quinas y m√°s".

Los controladores heredados y los sistemas asociados brindan poca capacidad para separar datos clave, encontrar lo que es importante y analizarlo, dijo Ruberg. Estas tecnolog√≠as m√°s antiguas tambi√©n necesitan puertas de enlace adicionales para conectarse a la nube o redes de nivel empresarial. En contraste, los nuevos ‚Äúcontroladores basados ‚Äč‚Äčen PC y herramientas de an√°lisis pueden preprocesar datos en el controlador de la m√°quina, junto con el PLC, el control de movimiento, la visi√≥n artificial, etc., y ofrecen conectividad inherente‚ÄĚ, dijo Ruberg. "Esto ayuda a los fabricantes a obtener conocimientos directamente sobre el terreno, sin crear lagos de datos masivos ni utilizar un ancho de banda excesivo para transmitir datos in√ļtiles".

La creciente importancia del acceso remoto

Si se analizan las industrias por lotes, el 82% de los encuestados espera mayores inversiones en tecnologías de acceso remoto, mientras que solo el 74% proyecta un aumento del gasto para esta tecnología en las industrias de fabricación discreta.

Cuando se le pregunt√≥ por qu√© la tecnolog√≠a de acceso remoto parece ser de mayor importancia para los fabricantes de lotes que para los fabricantes discretos, seg√ļn los resultados de nuestra investigaci√≥n, Ruberg de Beckhoff se√Īal√≥ los beneficios generales del acceso remoto. ‚ÄúEl acceso y la supervisi√≥n remotos permiten tanto a los grandes fabricantes como a los constructores de m√°quinas analizar el rendimiento de la m√°quina, realizar actualizaciones programadas y solucionar problemas sin tener que desplazarse al sitio. Tambi√©n permite la capacitaci√≥n remota, donde el instructor puede usar la realidad aumentada u otras herramientas para capacitar al personal de mantenimiento en el sitio. En industrias donde el tiempo de actividad es cr√≠tico, esto ahorra una incre√≠ble cantidad de tiempo y costos ".

 Tambi√©n se√Īal√≥ que los OEM discretos tienden a estar a la vanguardia en t√©rminos de implementaci√≥n de tecnolog√≠as como el acceso remoto. Como tal, cree que los fabricantes discretos no est√°n tan enfocados en agregar acceso remoto en este momento porque muchos de ellos ‚Äúya tienen soluciones que funcionan para ellos y sus usuarios finales. Y esta es una buena noticia para los fabricantes de lotes, porque significa que ya existe una amplia gama de modelos probados y comprobados disponibles para implementar el acceso y la supervisi√≥n remotos. Los ingenieros de las industrias de lotes no tienen que reinventar la rueda; pueden modificar las estrategias existentes o adoptarlas al por mayor de inmediato ".

Chambers de Aveva se√Īal√≥ otra ventaja de los niveles m√°s altos de adopci√≥n de tecnolog√≠a de acceso remoto, dijo: ‚ÄúLa colaboraci√≥n es un componente clave de las operaciones de los fabricantes de lotes: el acceso remoto y el monitoreo remoto permiten la colaboraci√≥n en equipo entre personas y equipos funcionales. El acceso remoto a los datos operativos y / o la realizaci√≥n de los an√°lisis de datos requeridos brindan a una persona de apoyo o responsable de la toma de decisiones que trabaja de forma remota la capacidad de colaborar con el equipo local. Y este escenario de colaboraci√≥n es v√°lido para las personas dentro y fuera de una organizaci√≥n de fabricaci√≥n, como por ejemplo, dar acceso remoto a los equipos de soporte externo a los equipos de la planta".

Agreg√≥ que otro concepto emergente de colaboraci√≥n remota que los fabricantes de lotes deben tener en cuenta es la "torre de control" o "centro de operaciones unificadas", que "centraliza equipos anteriormente separados en una ubicaci√≥n de sala de control con acceso y funcionalidad de monitoreo remoto para la colaboraci√≥n con una vista hol√≠stica y una capa mejorada de inteligencia en una o varias ubicaciones de fabricaci√≥n‚ÄĚ, dijo. Este enfoque colaborativo permite a los equipos tomar decisiones informadas r√°pidamente para optimizar las operaciones, los activos y la log√≠stica, dijo.

¬ŅSigue MES siendo importante?

Varios de los encuestados se√Īalaron el mayor uso de MES en la fabricaci√≥n por lotes como un factor de inter√©s en las tecnolog√≠as relacionadas con IoT que comprenden las cinco tecnolog√≠as principales de inter√©s en la fabricaci√≥n por lotes, aunque MES en s√≠ no se incluy√≥ en las cinco tecnolog√≠as principales.

Kane se√Īal√≥ que Rockwell ha visto una mayor adopci√≥n y avance de MES con sus clientes ‚Äúcomo el punto central para que sus datos de IoT obtengan informaci√≥n en tiempo real para tomar mejores decisiones comerciales. La capa MES tiene el poder de conectarse a casi todos sus procesos comerciales dispares, unir la informaci√≥n y entregarla desde la fuente correcta, a la persona adecuada y en el momento adecuado".

Agregando al punto de Kane acerca de que MES sirve como una encrucijada central de datos de IoT, Ruberg de Beckhoff dijo, ‚Äúcon una mayor implementaci√≥n de los conceptos de IIoT e Industria 4.0, los fabricantes est√°n trabajando para adaptarse a demandas cada vez mayores de personalizaci√≥n hasta el tama√Īo de lote uno. Esto incluye todo, desde los reg√≠menes de tratamiento espec√≠ficos del paciente hasta la compra de un paquete de dulces con la cara de su perro. Durante la pandemia, los fabricantes limitaron la proliferaci√≥n de SKU para que los cambios solo ocurran para productos populares. Sin embargo, la mayor√≠a espera que regrese la personalizaci√≥n a gran escala y est√°n incorporando tecnolog√≠as flexibles, desde controles y MES hasta movimiento y mecatr√≥nica, para estar preparados. El aumento de la digitalizaci√≥n, de forma predeterminada, requiere tecnolog√≠as MES que puedan seguir el ritmo de estas tendencias".

A medida que las m√°quinas se vuelven m√°s inteligentes al convertirse en "cosas" en los sistemas IIoT, las c√°maras de Aveva dicen que MES puede unir esas m√°quinas con trabajadores conectados y otros activos conectados, transformando esta colecci√≥n de m√°quinas inteligentes en una f√°brica inteligente. "En esencia, el papel de MES est√° evolucionando hacia el gemelo digital de una planta, una soluci√≥n que une todos los datos de todos los activos y operaciones de la planta", dijo. ‚ÄúA partir de ah√≠, MES filtra y contextualiza estos datos para gestionar toda la operaci√≥n e integrar e interactuar con el nivel de gesti√≥n de la cadena de suministro de una empresa. Esto permite a las empresas crear planes viables basados ‚Äč‚Äčen material, mano de obra y disponibilidad de capacidad reales, optimizar la producci√≥n de la planta en funci√≥n de los KPI (indicadores clave de rendimiento) comerciales y operativos y dar visibilidad a la ejecuci√≥n del plan. De este modo, la cadena de suministro se vuelve m√°s √°gil y resistente gracias a la optimizaci√≥n e integraci√≥n de la ejecuci√≥n de la fabricaci√≥n y la planificaci√≥n empresarial en un √ļnico sistema digital ".

Chambers agreg√≥ que Aveva prev√© que las empresas aumenten las inversiones en software MES de m√ļltiples sitios para ‚Äúarmonizar redes de fabricaci√≥n completas y optimizar a√ļn m√°s la cadena de valor, junto con soluciones como an√°lisis predictivo y planificaci√≥n y programaci√≥n prescriptivas, todo lo cual desbloquea el valor significativo ofrecido por MES. "

Problemas laborales

Un problema operativo clave citado por varios encuestados como un impulsor específico detrás de las principales tendencias tecnológicas en la fabricación por lotes son los problemas continuos de la industria con la mano de obra, más específicamente, la capacidad de encontrar suficientes empleados calificados.

"Con la escasez prolongada de mano de obra, las empresas deben estar mejor equipadas que nunca para adaptarse a los cambios en la demanda o la capacidad", dijo Ruberg de Beckhoff. ‚ÄúUn cambio en la demanda podr√≠a estar identificando una tendencia del mercado, mientras que un cambio en la capacidad significa poder escalar la producci√≥n a trav√©s de cambios r√°pidos basados ‚Äč‚Äčen software. Ambos requieren un an√°lisis de datos sustancial, por lo que la capacidad de combinar informaci√≥n de producci√≥n espec√≠fica con m√©tricas del mercado es clave".

Ruberg agregó que un factor clave que intensifica este problema para gran parte de la industria es el hecho de que toda una generación de ingenieros de controles está en edad de jubilación o cerca de ella.

‚ÄúEstos ingenieros de la vieja escuela pod√≠an identificar problemas con solo caminar por la f√°brica y escuchar las m√°quinas‚ÄĚ, dijo. ‚ÄúSab√≠an cu√°ndo era el momento de realizar ajustes menores o mantenimiento mayor. Con gran parte de esta experiencia retir√°ndose con ellos, la nueva tecnolog√≠a de automatizaci√≥n debe proporcionar una respuesta. El monitoreo del estado y la medici√≥n de alto nivel, combinados con an√°lisis, aprendizaje autom√°tico y sistemas basados ‚Äč‚Äčen la nube, brindan herramientas valiosas para reemplazar este conocimiento perdido. Estas tecnolog√≠as tambi√©n est√°n ayudando a las empresas a aumentar el tiempo de actividad y el rendimiento. De la misma manera que el modelo de software como servicio reduce los esfuerzos internos de TI, las m√°quinas como servicio reducen los requisitos internos de ingenier√≠a y mantenimiento. Al subcontratar la puesta en marcha y la resoluci√≥n de problemas, las empresas reducen las necesidades de formaci√≥n y otros requisitos para mantener un equipo interno m√°s grande".

Las c√°maras de Aveva se√Īalaron que la informaci√≥n de IoT y las tecnolog√≠as en la nube es m√°s f√°cilmente accesible con una experiencia de usuario digital y m√≥vil que se puede utilizar para guiar a esta nueva generaci√≥n de trabajadores a trav√©s de tareas con aplicaci√≥n de procedimientos, instrucciones, formularios para la recopilaci√≥n de datos y contexto informativo.

‚ÄúLas capacidades de software que las organizaciones industriales utilizan cada vez m√°s para resolver estos desaf√≠os de la fuerza laboral incluyen la colaboraci√≥n de los trabajadores, los libros de registro y la gesti√≥n de habilidades para la resoluci√≥n de problemas, todo lo cual fomenta el intercambio de conocimientos digitales, la colaboraci√≥n en equipo y el desarrollo de habilidades‚ÄĚ, dijo Chambers. "Es importante destacar que los videos de capacitaci√≥n y los canales de comunicaci√≥n social reducen el tiempo que lleva poner a los trabajadores de primera l√≠nea al d√≠a con las habilidades b√°sicas necesarias para ejecutar las complejas operaciones industriales de hoy y crear un repositorio de conocimiento digital que estandarice y almacene las mejores pr√°cticas antes de que se jubile la fuerza laboral experimentada".

Kane de Rockwell mencion√≥ que las nuevas tecnolog√≠as como la realidad aumentada y virtual (que el 64% de los encuestados espera ver un aumento en el gasto de las industrias por lotes en 2021) est√°n ayudando a hacer que la industria manufacturera en su conjunto sea m√°s atractiva para una fuerza laboral m√°s joven. Estas tecnolog√≠as nos permiten "unir el inter√©s y la experiencia de las generaciones m√°s j√≥venes con Internet, las computadoras y los juegos con cosas como la capacitaci√≥n de operadores de realidad aumentada y el soporte remoto con robots para entusiasmarlos con la fabricaci√≥n", dijo. Adem√°s, estas tecnolog√≠as permiten a los fabricantes ‚Äúcapacitar m√°s f√°cilmente a nuevos empleados y mejorar las habilidades de los empleados que se trasladan a nuevos roles. Esto permite a las empresas ser m√°s √°giles con su fuerza laboral a medida que cambian las necesidades laborales y saber que pueden hacer para que su gente sea m√°s productiva m√°s r√°pidamente‚ÄĚ.