Modos de fabricación existentes + revolución tecnológica = mayor productividad y menos costes. Para explicar brevemente qué se esconde bajo el término 4.0, podemos acudir a una fórmula como esta. Así, la aplicación de tecnologías disruptivas a los procesos de producción industrial promete instalaciones inteligentes y gestión más eficiente de los recursos, y a menor coste.
La lista de avances de la Industria 4.0 empieza por la producción aditiva y flexible, aprovechando todas las capacidades para reducir la ociosidad, y reaccionando frente a la demanda lo más cercano posible al tiempo real y con un menor time-to-market; y continúa por la automatización para la autogestión y a la autoreparación de las máquinas, adelantándose a su rotura y estando menos tiempo paradas. Algunos estudios se atreven a pronosticar cifras que reducen el tiempo de inactividad en un 45%, mientras que aumenta la producción del 20 al 25%, como dice el ICEMD, el Instituto de Economía Digital perteneciente al ESIC.
LA INDUSTRIA 4.0 FRENTE A SUS PREDECESORAS
Después de las tres grandes re-evoluciones de la era industrial en los procesos de fabricación –la mecanización con la máquina de vapor, su sustitución por la electricidad y el modelo de producción en serie, y la primera ola de automatización basada en la electrónica y la informática–, nos encontramos de pleno en la cuarta vuelta de tuerca, traída por la digitalización y la sensorización de los equipos.
Aunque llevemos más de 50 años contemplando cómo el paso de los transistores a los microprocesadores ha ido abstrayendo las bases de la gestión en toda la cadena de producción, animada por la productividad y la reducción de costes; con Industria 4.0 se quiere etiquetar el momento actual en el que ya se manejan de manera habitual en las fábricas los robots autónomos y colaborativos, los simuladores, la realidad aumentada, la impresión 3D y la producción aditiva y escalable, a la que se unen las grandes palancas de la computación en la nube, el Internet de las Cosas, el Big Data, la inteligencia artificial y la ciberseguridad. Y transversalmente a todo proceso productivo, se encuentran la logística y la eficiencia energética.
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Es curioso que empresas de todo tipo, incluso las dedicadas al B2B, están poniendo su foco de atención en la manera de hacer llegar sus productos y servicios a sus clientes, de manera directa e indirecta, como las de B2C. Actores como Amazon, eBay o Alibaba son en gran medida un gran aliado con sus marketplaces, pero también se están volviendo un tremendo competidor, y está pasando no solo en el área de la distribución, sino de la venta. Venta directa de productos que hace un par de años se hubiera creído imposible, desde coches de serie hasta alimentos frescos como fruta y pescado. Será la batalla por la última milla.
Gracias al desarrollo de las tecnologías asociadas a la Industria 4.0, algunos estudios se atreven a pronosticar cifras que reducen el tiempo de inactividad en un 45%, mientras que aumenta la producción del 20 al 25%
El otro aspecto que está siendo objeto de gran atención por los fabricantes es el de la gestión energética. Reducir la factura final de la luz y contribuir a la preservación del medio ambiente son dos objetivos que redundan en la cuenta de explotación, vía directa por la reducción del gasto, y vía indirecta por la mejora de la reputación.
La “Smart Energy” es una tendencia cada vez más indisoluble de la propia Industria 4.0, como se pudo ver y oír en el pasado congreso organizado por el enerTIC European Hub dentro del más grande de @asLAN. “En el año 1993, la asociación organizó el primer salón monográfico en torno al protocolo TCP/IP en España y actualmente la Red, el eje conductor de estas 25 ediciones está omnipresente en todos los ámbitos de nuestra sociedad y economía. Ahora la tecnología digital está en la estrategia corporativa de cualquier organización que quiera sobrevivir en el medio plazo”, comenta Markel Gruber, presidente de la asociación @asLAN, que reúne a 120 fabricantes y distribuidores informáticos y de telecomunicaciones de todo tipo y tamaño.
FINANCIACIÓN VÍA AHORRO
Está claro que la incursión en la Industria 4.0 compete a las empresas involucradas en su propio futuro. Para ello, al margen de las ayudas públicas, las vías de financiación principales no diferirán del habitual endeudamiento financiero, o mediante la de la productividad, eficiencia y reducción del gasto.
Aquí, el ahorro energético es clave, pues en una industria como la automovilística o la química, por poner dos ejemplos, el monto de la factura de la luz y del gas para que todo funcione es de muchos ceros.
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La industria acapara en su conjunto el 30,20% de la energía comercializada. Rebajar esta partida, y defenderse ante seguras subidas del recibo, supone liberar parte de este gasto para destinarlo a inversiones de tecnología punta, pues a menudo “se hace muy difícil seguir el ritmo del cambio, que nunca fue tan rápido pero, por otra parte, nunca volverá a ser tan lento”, señala Luis Neves, director ejecutivo del GeSI.
GeSI es un instituto internacional dedicado a los estudios estratégicos y sostenibilidad que emite diversos informes sobre tecnologías “smarts”. Y lo único que tienen claro es que los recursos del planeta Tierra son finitos y el crecimiento de la población imparable. La proyección para 2030 es que el 75% de los 9.000 millones de habitantes estén conectados a redes TIC, pero también que el índice de desocupación crecerá hasta el 30%. Los robots harán nuestro trabajo, pero aún no sabemos si nos darán de comer… El desaparecido Stephen Hawking reducía poco antes de morir un siglo a 900 años el plazo de un milenio dado para encontrar la manera de evacuar el planeta; “mira a las estrellas y no mires a tus pies”, era su recomendación final.
SECTOR A SECTOR: DE LOS BOING A LOS COHETES ESPECIALES
Pero hasta que estemos en esa página de la Historia, hay que seguir construyendo el presente a través de la innovación disruptiva sector a sector.
Volvemos, pues, al mismo factor crítico de la fabricación avanzada: la necesidad de acometer grandes inversiones asociadas a largos ciclos de vida útil, y acertar en la apuesta. “La inversión típica de un desarrollo de la envergadura de un Boeing 787 o un Airbus 350 es de 15.000 millones de euros, que deben ser amortizados y encontrar su acomodo en los 30 años de explotación comercial que pueda tener”, señala Luis Giménez Fernández, inspector de calidad en Aernnova Aerospace.
En Aernnova emplean simuladores de impacto para ver, por ejemplo, qué ocurre cuando pájaros de diversos tamaños se estrellan contra distintas partes del fuselaje, pudiendo determinar el grosor óptimo de las piezas, y sin tener que haber hecho despegar un avión
“La certificación y la seguridad es una exigencia muy severa, no se puede hacer aviones y que se caigan del cielo, y aplica a toda la cadena, no solo a nivel de materiales y ensamblaje en el momento de la construcción, también en el mantenimiento a lo largo de su vida útil. Para ello empleamos mucho los simuladores de impacto; por ejemplo, para ver qué ocurre cuando pájaros de diversos tamaños se estrellan contra distintas partes del fuselaje, pudiendo determinar el grosor óptimo de las piezas, y todo ello sin tener que haber hecho despegar un avión, con lo caro que es, ni haber maltratado a animales vivos”.
Pero el hombre también se ha acostumbrado a volar más alto, y algunos componentes y partes de los cohetes Ariane 5 los fabrica Crisa-Airbus en Tres Cantos, en sus impolutas salas blancas con estancias de blindaje Faraday y de vacío térmico para ser embarcadas en sus lanzaderas y satélites.
La línea de producción se ha automatizado totalmente, pues se considera que la previsión de demanda para los futuros Ariane 6 va a dispararse. “Entra la tarjeta vacía y sale con todas las pistas y componentes montados y soldados, también se han automatizado las pruebas de calidad y de vibración con sondas, y finalmente se da un barnizado protector con silicona”, cuenta Antonio José Martínez Vega, responsable de Mantenimiento y Servicios Generales de Crisa.
Llevan años aplicando un programa de mejora continua basado en la ISO 14.001 a todo el ciclo productivo, desde incorporar máquinas novedosas más eficientes a la automatización de procesos y reducción de tiempos de ejecución. Pero han dado un paso más allá adoptando la ISO 50.001 (fueron de los diez primeros en España) unificando ambas documentaciones para trabajar con matrices de recomendaciones basadas en mediciones y auditorías, detección de posibles deficiencias y atacar las oportunidades de ahorro. “En 1993 empezamos con los robots, pero tuvimos que dejar de usarlos porque no eran eficientes y consumían mucho, nada que ver con los actuales, pero no tenemos la intención de crear fábricas oscuras sin gente, apostamos más bien por los robots colaborativos”, señala el representante de Crisa.
DE LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA A LA CERVECERA
Otro sector puntero en I+D+i es la industria química y farmacéutica, y entre sus caballos de batalla está trabajar también en la eficiencia energética y la garantía de suministro de sus plantas de producción biotecnológica.
Una de las empresa más avanzadas y veteranas es Merck, que ha cumplido 350 años en las mismas manos familiares de su fundador. Para producir en España sus dos famosas moléculas (la hormona del crecimiento y de la estimulación de la fertilidad), requieren salas limpias que garanticen áreas de purificación para cultivos celulares, verdaderos micro invernaderos de laboratorio. “Se trata de una industria muy regulada, cargada de inspecciones de calidad y certificaciones tan exhaustivas como la ISO 50001. En nuestra hoja de ruta está la robotización y alimentarnos de energía geotérmica”, explica Jorge García de Ancos, director de Producción de Merck.
“Tenemos calderas, generadores de vapor, torres de ventilación, iluminación LED y estamos siempre inmerso en un proceso de mejora continua en todas las áreas. Desde 2006 hemos logrado reducir el consumo de electricidad por lote hasta un 63%, y el 100% de las aguas residuales son tratadas en un reactor biológico, el primero implantado en España”.
El Grupo Damm cuenta con un proyecto de realidad aumentada para el diseño y cambios de formato en un simulador de envases. También trabajan en implementar visitas guiadas virtuales, o en la eliminación del papel y la descarga de manuales y protocolos desde la nube
La Industria 4.0 tiene muchos casos de uso tan “sexys” como los comentados, pero ninguno tan sabroso como una buena cervecita bien tirada, aun sabiendo que el 89% corresponde a agua.
Las cervezas llamadas industriales han tenido que resolver de manera eficaz el tema de la fabricación a escala, para poder llegar a ser competitivos y alimentar toda la cadena de valor, que se produce desde que se compra la materia prima en crudo al agricultor hasta que se despacha en la barra de un bar acompañada de un aperitivo con sustanciosos márgenes.
“El incremento de los precios energéticos y la mayor sensibilización medioambiental de los consumidores nos empuja a resolver la necesidad de conocer en detalle las ineficiencias, llegándose a crear un departamento específico de optimización energética”, señala Jaime de la Cruz, técnico de Energía y Medioambiente en el DOE de Estrella Levante (del Grupo Damm). “En 2009 se montó la primera planta piloto de biometanización del bagazo, que antaño se tiraba o en el mejor de los casos se daba a las vacas, y ahora estamos en el 99% de economía circular. Pero para llegar a ser eficientes de verdad, hay que primero medir, después analizar, y finalmente actuar allí donde haya algo que corregir o mejorar”.
La fábrica murciana en Espinardo dispone de 1.100 contadores sensorizados en tiempo real que, a través de una intranet y un sistema Scada, permiten procesar toda la información generada automáticamente e identificar potenciales nichos de ahorro. Los cuadros de mando visuales permiten ver en qué área es más provechoso actuar, pues no es lo mismo emplear el tiempo y los recursos en un punto que solo supone el 1% del gasto como en los pozos, y dejar de atender el que supone el 38% del frío.
Otra fuente importante de información son los benchmarks, que comparan cifras y adelantan donde tienen una gran divergencia con la competencia. “Con la carta de consumos y efectividad se puede ver las curvas de demanda donde concentrar la actuación. Por ejemplo, en la gestión automática de cargas, se ha podido pasar de contratar 3.000 kw/h a 2.800 kw/h, o programar los bombeos de agua por la noche que sale más barato. Así, adquirimos una base de conocimiento para poder aplicar al resto de factorías del grupo, aunque después no en todas se puede hacer igual de bien”.
Otras actuaciones que pueden adscribirse al campo de la Industria 4.0 en Damm es el proyecto de realidad aumentada para el diseño y cambios de formato en un simulador de envases. También se está trabajando en implementar la gestión online de visitas guiadas virtuales. Además, está el intento de eliminación del papel y la descarga de los manuales y protocolos desde la nube. Se promete avanzar en la aplicación de la analítica Big Data automatizando la toma de parámetros y el cruce de datos, así como llegar al punto de saber la procedencia de qué campo de cebada y cuál cepa de lúpulo se ha empleado en cada botella. Y es que la Industria 4.0 es como los robots de cocina, que, una vez empiezas a usarla, ya la usas para todo.
Por Javier Renovell
