Tecnología de fabricación: Cambios clave y ejemplos para 2021

Muchas industrias están comenzando a adoptar nuevas y más avanzadas tecnologías y la industria manufacturera no es diferente. A medida que el mundo de la tecnología impulsa nuevos e innovadores productos, muchas empresas están optando por implementar software de fabricación para ayudar a agilizar sus prácticas y llevar los productos a los clientes de manera más eficiente. Por eso le recomendamos encarecidamente que al menos conozca algunas de estas nuevas formas de tecnología de fabricación para que pueda tener contentos a sus clientes.
La inteligencia artificial (IA), el internet de las cosas (IoT), la impresión en 3D y la realidad virtual (RV) son solo algunos granos de arena en la playa de los ejemplos de nuevas tecnologías de fabricación, pero cada vez son más comunes en las prácticas de fabricación. Examinemos de cerca estas nuevas tecnologías y señalemos cómo pueden mejorar la productividad de la fabricación.

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Impresión 3D

Aunque no lo crea, la impresión 3D se remonta a los años 80. Charles «Chuck» Hull fue el primero en patentar la idea de una de las primeras impresoras 3D porque tenía la financiación adecuada para el nuevo dispositivo.

Hull, sin embargo, no fue el primero en pensar en la idea. El Dr. Hideo Kodama, de Japón, pensó primero en un sistema de curado de resina por rayo láser, pero no pudo completar el proyecto por falta de fondos. Los científicos franceses Jean-Clause André, Olivier de Witte y Alain le Méhautéas también pensaron en un dispositivo de prototipado rápido para crear formas geométricas fractales. Solicitaron la patente, pero tuvieron que desechar el proyecto porque tampoco contaban con los fondos adecuados para elaborarlo.

Originariamente trabajaba en un fabricante de mesas y muebles, pero a Hull no le gustaba el tiempo que se tardaba en crear pequeñas piezas a medida. Desarrolló una idea para tomar las lámparas UV de la empresa y fabricar una resina fotosensible capa a capa para crear piezas personalizadas. Tras alcanzar el éxito, Hull solicitó una patente para lo que llamó estereolitografía (lo que hoy conocemos como impresión 3D). Le concedieron la patente en 1986 y creó su propia empresa en Valencia, California, llamada 3D Systems. El primer producto de la empresa fue el SLA-1 (StereoLithography Apparatus), que salió al mercado en 1988.

Otras empresas desarrollaron tecnologías de impresión 3D a lo largo de los años 90 y alcanzaron muchos hitos en las décadas de 2000 y 2010, como un riñón funcional (2000), la primera prótesis (2008) e incluso una casa (2018). Si la impresión 3D puede dar un giro a las industrias médica y del hogar, imagina lo que podría hacer por la fabricación. Ahorrar espacio, crear prototipos maleables y desarrollar formas ilimitadas son solo algunas de las capacidades de la impresión 3D.

Ahorrar espacio

Típicamente, las instalaciones de fabricación y las empresas deben almacenar suministros o equipos durante meses o años en las instalaciones o en un almacén independiente. Digamos que tienes una empresa de fabricación de guitarras y necesitas almacenar diferentes tipos de plásticos y maderas como roble, cerezo y caoba para los cuerpos de las guitarras. ¿Qué ocurre si se queda sin espacio para almacenar estos materiales o si la madera se daña mientras está almacenada y no puede utilizarla para futuras guitarras? Con la impresión 3D, puedes crear el cuerpo de guitarra ideal que se asemeje al tipo de textura/diseño que sueles hacer entre las cuatro paredes de tus instalaciones. Ahorrará dinero en gastos de suministro y almacenamiento y evitará la sobreproducción.

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Prototipos maleables

La finalidad de una impresora 3D es crear prototipos de productos para garantizar que cumplen todos los requisitos necesarios para los clientes. Puedes hacer prototipos directamente en tus instalaciones. No necesita mucha maquinaria ni una línea de montaje porque una impresora 3D puede cubrir todas sus bases. Por cada impresora 3D que tenga, sólo necesitará una persona para manejarla. Por ejemplo, quieres hacer una guitarra con forma de mariposa, pero no estás 100% seguro de que vaya a funcionar. Tu impresora 3D puede hacer un prototipo, y si es una decepción, puedes desecharlo.

Formas Incesantes

Hay varias formas que la gente ha pensado en su cabeza para diferentes productos, pero debido a los costes de producción y/o a la naturaleza compleja de las formas, éstas no han podido llegar a buen puerto. Su impresora 3D podría desarrollar prácticamente cualquier forma imaginable. El 80% de las industrias dicen que la impresión 3D ha mejorado su velocidad de innovación. ¿Quiere una guitarra que se parezca a las escaleras de MC Escher, a los cuernos de un ciervo o a un avión? Las posibilidades son prácticamente infinitas con la impresión 3D.

Internet de las cosas (IoT)

Uno de los ejemplos de tecnología de fabricación más conectados (juego de palabras) es el internet de las cosas (IoT). Acuñado por primera vez en 1999 por Kevin Ashton, el IoT es el concepto de conectar varios dispositivos físicos entre sí a través de Internet para compartir e intercambiar datos.

Ashton combinó el IoT con la RFID (identificación por radiofrecuencia) cuando un tono de barra de labios marrón de una tienda de cosméticos local parecía estar siempre agotado. Pensó que si los chips RFID podían insertarse en las tarjetas de crédito/débito, por qué no meter un chip dentro de un tubo de barra de labios y otros productos para que las empresas puedan saber siempre dónde están sus productos.

Ya que la tecnología IoT se utiliza en el comercio minorista, la sanidad, la banca y otros sectores, ¿por qué no iba a funcionar en la fabricación? Estas son algunas de las características sobre las que debe reflexionar cuando piense en el sistema ideal de IoT.

Previsibilidad transparente

Supongamos que el taladro que utiliza en su planta de fabricación de guitarras se rompe en medio de la producción. Aprovechando el poder del IoT, este problema puede evitarse por completo. Los sensores de un sistema de IoT podrían detectar el problema en tiempo real y enviarle una solicitud de servicio para que pueda solucionar el problema antes de que se produzca en lugar de cuando se produzca, conservando un valioso tiempo de producción.

Los sensores de un sistema de IoT pueden evaluar las frecuencias de sonido, las temperaturas y los patrones de vibración de sus máquinas (taladradoras, atornilladoras, moldeadoras de engranajes, etc.). Estos sensores pueden hacerle saber si su equipo está funcionando normalmente o no. Si su taladradora está muy caliente después de usarla en sólo dos guitarras, su sistema IoT se lo hará saber inmediatamente.

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Productos exquisitos de forma regular

Su empresa ha establecido un acuerdo con sus clientes para producir guitarras de alta calidad cada vez. Sus clientes esperan lo mejor de usted o satisfarán sus necesidades de guitarras de la competencia. El IoT puede asegurar que la calidad de sus productos marque el listón cada vez.

Por ejemplo, puede tener una máquina que instala todas las cuerdas en sus guitarras. ¿Qué pasa si esta máquina instala las cuerdas pero cuando un cliente toca unos cuantos licks, las cuerdas saltan? Si esto se convierte en una tendencia entre sus guitarras, podría provocar la desconfianza de sus clientes, la retirada de su mercancía y posibles demandas si sus clientes sufren lesiones. Con los sensores adecuados colocados dentro de su maquinaria, pueden conectarse al IoT e informarle con prontitud cuando sea el momento de recalibrarla o hacerle mantenimiento.

Supervise su cadena de suministro

El inventario y la cadena de suministro de sus guitarras deben supervisarse de cerca, especialmente en casos de robo u otra actividad sospechosa mientras su inventario está en tránsito. Con RFID, su inventario puede ser rastreado a escala global y los usuarios serán informados inmediatamente si hay alguna anormalidad en sus planes. Por ejemplo, si su conductor de reparto decide desviarse y quedarse con todas sus guitarras, lo sabrá inmediatamente. El IoT también proporciona estimaciones prácticas de los materiales disponibles dentro de sus instalaciones, de los materiales que están de camino a sus instalaciones y de los tiempos precisos de llegada de nuevos materiales.

Inteligencia artificial

Aunque la idea de la inteligencia artificial (IA) es una realidad en 2021, no siempre estuvo tan extendida. A lo largo de la historia, innumerables autores, filósofos, matemáticos y similares creían que estábamos a siglos de distancia de la existencia de una IA funcional fuera del ámbito de la ficción.

La IA creció de muchas formas en todo el mundo y se convirtió en un fenómeno en el ámbito del cine y la literatura, pero no fue hasta 1961 cuando el invento de George Devol, Unimate, se convirtió en la primera señal de IA en la industria manufacturera. Unimate proporcionó automatización a las líneas de montaje de la planta de General Motors en Nueva Jersey.

Ahora la IA se aprovecha para productos cotidianos como Alexa, Uber, UberEats y Lyft. Repasemos algunas de las formas más comunes en las que la IA puede mejorar su planta de fabricación.

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Disminuya los peligros

No importa qué tipo de planta de fabricación tenga, los accidentes, los errores y los derrames son inevitables. Sin embargo, al emplear una función como el control de acceso remoto que activa el poder de la IA, el sistema puede automatizar los procesos clave, lo que significa que sus trabajadores no tendrán que trabajar en situaciones peligrosas o que requieran un sobreesfuerzo. No quiere que sus trabajadores se lesionen en la planta de producción de su fábrica de guitarras. ¿Por qué no dejar que la IA se encargue del trabajo pesado?

Amplificar el retorno de la inversión (ROI)

Algunas empresas dudan en integrar la IA entre las cuatro paredes de sus instalaciones porque tiene un precio enorme. Pero la recompensa merece la pena. Se calcula que la IA aumenta la productividad en un 40%. Un componente de optimización de decisiones impulsado por la IA puede proponer los momentos ideales para realizar las obligaciones de mantenimiento, de modo que no se pierda tiempo de producción. Este componente también puede informarle sobre el tiempo de inactividad de su maquinaria, las necesidades de inventario y mucho más, creando un efecto de vaivén. A medida que sus costes operativos caen en picado, su ROI se dispara.

Alrededor de laProducción durante todo el día

La IA le ofrece la posibilidad de mantener la producción durante todo el día, incluso después de que decida cerrar por la noche. A diferencia de los humanos, la maquinaria puede trabajar 24 horas al día sin parar, sin comida, agua o sueño. Si tiene que hacer un pedido de 400 guitarras mariposa para el sábado por la mañana y son las 5 de la tarde del viernes, sus robots de IA pueden trabajar toda la noche, asegurándose de que se fabrican las 400 guitarras mariposa de alta calidad para que pueda cumplir con su pedido.

Realidad virtual

Similar a la IA, la realidad virtual (RV) es otra tecnología común que surgió de un concepto desarrollado hace siglos.

Sir Charles Wheatstone investigó y explicó la idea de la estereopsis (también conocida como visión binocular) en 1838. En sus descubrimientos, se determinó que el cerebro combina dos imágenes, una para cada ojo, del mismo objeto para darle profundidad y percepción (también conocida como tridimensional). Las investigaciones y explicaciones de Wheatstone dieron lugar a la construcción de uno de los primeros estereoscopios, o primeras gafas de realidad virtual. Tenía un par de espejos ajustados a 45 grados respecto a los ojos de una persona. Cada espejo reflejaba una imagen que estaba situada a cada lado del espejo para que la imagen fuera tridimensional.

Actualmente, plataformas de juegos como PlayStation 4 y Nintendo Switch, así como Amazon, Google, Samsung y otras, tienen sus propios auriculares de RV, enviando a los consumidores a diversas realidades que estimulan todos sus sentidos. Es difícil imaginar que esta tecnología pueda utilizarse para algo más que el puro entretenimiento. Pero la RV tiene su propio conjunto de beneficios para la fabricación, lo que la convierte en uno de los cuatro principales ejemplos de tecnología de fabricación.

Formación similar a la vida

Seamos sinceros. Los empleados no recordarán todo lo que aprenden en sus sesiones de formación en la fabricación, especialmente si las sesiones de formación sólo consisten en vídeos y diapositivas de PowerPoint. La RV puede mejorar sus experiencias de formación con escenarios prácticos que permitan a los alumnos saber cómo realizar las tareas asignadas o qué hacer en caso de emergencia.

Por ejemplo, digamos que hay una forma particular de encordar guitarras con su máquina de cuerdas. La tecnología de RV puede ofrecer simulaciones realistas de toda su maquinaria, aliviando el desgaste innecesario que podría producirse si los alumnos practicaran con su maquinaria real. Además, la RV puede crear simulaciones de formación en caso de emergencia para que los alumnos sepan qué hacer en caso de incendio, tornado o simulacro de tirador activo.

Modelado preciso de productos

Los sistemas de RV pueden eliminar los costes de los prototipos porque le permiten ver los diseños o planos de sus productos para identificar errores o defectos y así poder afinar el diseño antes de fabricar el prototipo. Por ejemplo, tiene los planos de una guitarra con forma de gafas de sol, pero no está seguro de que tenga las dimensiones adecuadas para sus clientes. El software de RV puede permitirle ver qué dimensiones necesita para que esta guitarra tenga el tamaño adecuado y produzca el sonido correcto.

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Finale

El IoT, la impresión 3D, la RA y la RV son solo unas gotas en el mar de la tecnología de fabricación que hay que contemplar. Uno, algunos o los cuatro ejemplos podrían ser lo que usted necesita para tener éxito. O ninguna de estas soluciones de fabricación es lo que está buscando. La idea es elegir la tecnología que se alinea con sus prácticas de fabricación para satisfacer mejor a sus clientes.