En los últimos años, gran parte de la conversación en torno a la industria automotriz global se ha centrado en dos temas casi contradictorios: el auge de las ventas de vehículos eléctricos (EV) y los cuellos de botella en la cadena de suministro/escasez de microchips que están creando vientos en contra del crecimiento del mercado – lo suficientemente fuertes como para que algunos líderes de la industria teman posibles estancamientos o incluso retrocesos en la adquisición de nuevos clientes por años.Esto aplica tanto para los vehículos con motor de combustión interna (ICE) como para los vehículos con motor eléctrico.
La separación entre buenas y malas noticias es aún más grave cuando considera que, aun enfrentándose a verdaderos desafíos, la industria sigue siendo un baluarte de la economía mundial, al dar empleo a alrededor de 14 millones de personas y a millones más en sectores relacionados.Con el 3 % del PIB global, la fabricación automotriz se clasificaría como la 6ta economía más grande si fuera su propio país.
Sin embargo, se ha dedicado poco tiempo a retirar la lente para evaluar el proceso de producción en sí mismo — y cómo adoptando un marco de administración digital de instalaciones podría resultar una "carga eléctrica" para una industria que se esfuerza por reinventarse como más ágil en una economía post-COVID.
Aproveche la promesa de la Industria 4.0 y el Internet de las cosas
La administración digital de instalaciones implica una constelación de mejoras tecnológicas. No hay una solución mágica, no hay panacea. Pero hay un tema general: la eliminación de las "islas digitales" que existen en las instalaciones automotrices y cómo, a través de la democratización de los datos, esa información puede ser compartida y utilizada por múltiples partes interesadas a través de una única plataforma digital. Después de todo, una fábrica es esencialmente una máquina copiadora. Y la tarea del gerente de las instalaciones es asegurarse de que la máquina copiadora funcione, dados los prerrequisitos que se le entregan,— es decir, la mezcla de productos, el diseño de la producción, las máquinas disponibles y los volúmenes de producción.
Al incorporar un marco de instalaciones digitales, una fábrica automotriz puede permanecer rica en datos, habilitada como un edificio inteligente, flexible a la demanda y a las fluctuaciones de la cadena de suministro, al menos semiautónoma en su función y con capacidad de autocorrección, y sostenible en cuanto a su impacto medioambiental.
Industria 4.0 (I4.0) es un término que habla de esta transformación, centrándose en el grado en que el software cada vez más sofisticado, las tecnologías de detección remotas basadas en la nube y el Internet de las cosas pueden integrar mejor a "las personas, el lugar y el proceso", como lo expone la Asociación Internacional de Administración de Instalaciones (IFMA).Al habilitar la fábrica digital automotriz, los gerentes de las instalaciones pueden esperar obtener una serie de ganancias de eficiencia, que incluyen una reducción del 20 % en los costes de energía y mantenimiento, reducción de residuos, nuevas formas de optimizar los tiempos de decisión y maximizar la productividad de la mano de obra.
Los beneficios clave de digitalizar las instalaciones automotrices
Una fábrica automotriz con una actualización de las instalaciones digitales puede esperar los siguientes beneficios clave:
Mejora del cambio de equipos — Para los gerentes de equipos originales (OEM), esto es crítico y habla de cambios en varios horizontes, que operan en paralelo; el mantenimiento de los equipos existentes, los programas de nuevos modelos de vehículos, la producción en sitio y la perspectiva de una nueva plataforma.A menudo, eso significa piezas completamente nuevas, nuevas máquinas y nuevas herramientas.Si bien es cierto que Tesla está desafiando este modelo operativo, funcionando más como una empresa de software y menos como un fabricante de automóviles, los fabricantes de vehículos con motor de combustión interna heredados todavía tendrán que mejorar su agilidad de producción cuando se trate de sus necesidades más tradicionales de preparación de nuevos modelos.Una instalación digital consiste en que el gerente de instalaciones tenga acceso instantáneo a su inventario, documentación e historial de equipos actuales.Esto es una gran ventaja respecto a depender de los modelos tradicionales, permitiendo una mejor planificación de los proyectos y una mayor comprensión de cómo los proyectos que se solapan se afectan mutuamente.
Conocimiento de los inventarios y tener un plan B — Si la pandemia ha enseñado algo a los fabricantes de automóviles, es que la antigua forma de hacer negocios —manteniendo solamente un pequeño excedente en sitio, ajustándose estrechamente a la demanda inmediata de los consumidores— puede no ser siempre lo más eficiente.Aunque ese modelo funcionaba antes de la pandemia, las futuras interrupciones de la cadena de suministro pueden mitigarse en parte teniendo un suministro inmediato a mano.¿Solamente imagina que hubiera una reserva global de silicio extraído o una reserva de microchips?De haber sido así, el impacto de los obstáculos actuales en la cadena de suministro se habría atenuado.Incluso ahora, según un reporte de diciembre de 2021 de la empresa de análisis IHS Market, los fabricantes de automóviles estadounidenses solamente tuvieron 10 días de capacidad de producción, un potente indicador de lo reducido que se ha vuelto el inventario.
Maximización del uso del espacio — Conocer el diseño de una instalación es crítico si su diseño va a cambiar o ser mejorado o cambiado por la construcción de nuevos vehículos.Asimismo, disponer de un esquema de diseño digital accesible al instante también proporciona un registro histórico de diseños anteriores, — diseños que podrían ser difíciles de obtener o acceder cuando esa información estaba tradicionalmente "oculta" (enterrada) dentro de otro departamento.Incluso puede haber una prisa repentina por identificar a los empleados que pueden leer un diagrama 2D, o por encontrar a alguien que tenga el software adecuado para abrir un diseño.Con la aceleración de la jubilación de los baby boomers, los gerentes de las instalaciones tienen cada vez menos posibilidades de dirigirse a un colega mayor y preguntarle: "¿Cómo se hacía esto antes?"
Habilitación del "cerebro colectivo" — Con todo este discurso sobre la tecnología, es importante no perder de vista el elemento humano de las instalaciones digitales.La mejora de la eficiencia humana también es importante y puede lograrse por medio de varios medios.Una de las formas más fascinantes es cómo los gemelos digitales pueden permitir que todo el personal contribuya a la identificación de futuras soluciones.Al compartir conocimientos e ideas, realmente hablar con colegas sobre un modelo compartido en 3D o 2D puede ayudar mucho a descubrir una nueva inspiración.Si bien es estupendo que el Internet de las cosas permita a las computadoras "hablar" entre sí, los gemelos digitales también pueden hacer lo mismo por las personas.Y una mejor planificación significa menos bloqueos sorpresivos y, por extensión, un personal menos estresado que compensa una planificación retrasada o incompleta.
Huella ambiental — Un modelado 2D y 3D increíblemente preciso ayudará a los gerentes de instalaciones a supervisar la modificación de los edificios existentes para cumplir los futuros requisitos de la regulación medioambiental, por no hablar de las propias ambiciones internas de la compañía de buen ciudadano corporativo.Además, estas mejoras de las instalaciones más antiguas serán esenciales en el marco de la construcción de la marca en torno a la transición al EV.Ya sea que se trate de identificar la mejor ubicación para instalar paneles solares en el techo de una instalación, o de la correcta colocación de turbinas eólicas en sitio, la creciente tendencia a la adopción de "kilovatios limpios" también seguirá dando forma a la fábrica del futuro.
Gemelos digitales geométricos al rescate de la "Burocracia Digital"
Es cierto que uno de los desafíos de hacer posible la fábrica automotriz del futuro es que la administración digital de las instalaciones puede parecer a veces inconexa. Con plataformas digitales competitivas y una variedad de proveedores externos con los que hay que lidiar, los gerentes de equipos originales y sus gerentes de instalaciones pueden verse un poco abrumados. Después de todo, un confuso conjunto de "soluciones" digitales empieza a parecer menos una medida para resolver problemas y más un golpe de efecto si esas tecnologías aumentan en lugar de reducir la "burocracia digital".
Aquí es donde el concepto de gemelos digitales geométricos puede venir al rescate de la "burocracia digital". El gran valor de un gemelo digital, aparte de su capacidad para crear una réplica exacta en 3D de un activo físico y proporcionar retroalimentación en tiempo real sobre cualquier cambio detectado, es que una vez implementado en un entorno de fábrica, puede proporcionar una especie de "eslabón perdido" con otras plataformas digitales. A través de su interfase visual, un gemelo digital actúa como denominador común, uniendo diferentes sistemas y conjuntos de datos, garantizando que todos los activos digitales se relacionen con ese denominador para que todos puedan interpretarlos y trabajar con ellos.
Si 90 % de la información transmitida al cerebro es visual, y el cerebro humano procesa las imágenes 60,000 veces más rápido que textos, ¿imagina lo que una interfaz visual haría a la información basada en texto y estructuras que reside en los sistemas de administración de instalaciones heredados?
La democratización de los datos
La habilidad de compartir, comentar y gestionar enormes conjuntos de datos en cualquier parte del mundo, es lo que permite las externalidades positivas que se derivan de esta forma de pensamiento grupal. Esto no es autoritarismo enloquecido; es creatividad capitalizada. Y tradicionalmente es una herramienta de ventaja en la administración de instalaciones que muchos gerentes de instalaciones automotrices fallan en beneficiarse de ellas.
Al emplear la captura de la realidad 3D y el escaneo láser como parte de un gemelo digital geométrico, cada componente de una instalación automotriz puede escanearse mediante la captura de una imagen de 360 grados, que luego se recrea en un espacio virtual, creando una representación digital de la infraestructura física. Y con las máquinas de ensamblaje de automóviles y el propio edificio equipados con tecnología de sensores remotos, los gemelos digitales se convierten en "documentos vivos", documentos cuya Exactitud actualizada requiere poca o ninguna intervención humana.
Para los administradores de instalaciones, que a menudo tienen la tarea de supervisar varias instalaciones, no se pueden exagerar las ventajas de utilizar la visualización de datos en 3D, en lugar del diseño 2D previsto. Compartir datos precisos de captura de realidad 3D en una interfase visual accesible a distancia facilita enormemente la planificación, la replanificación, la colaboración en torno a cambios rápidos y la incorporación de expertos de cualquier parte del mundo.
A pesar de toda la preocupación actual por la escasez de chips y las deficiencias de la cadena de suministro, ninguno de estos problemas específicos durará para siempre. Sin embargo, eso no significa que no vayan a surgir nuevos desafíos en los próximos años. Los desastres ambientales, la inestabilidad política, las crisis financieras, las guerras, obstáculos en la ingeniería o los contratiempos en la producción, todo ello puede suponer una dificultad proverbial en las cadenas de suministro globales.
Pero si hay algo que se puede extraer, es que ya nadie piensa en términos de negocios como de costumbre. En lugar de la "nueva normalidad", como algunos suelen llamarla, otros expertos están describiendo lo que pasará en los próximos años como la "próxima normalidad". En esta próxima normalidad, el valor de la fábrica automotriz del gemelo digital solamente aumentará.
Como ha demostrado Tesla, los vehículos eléctricos construidos por expertos, con un precio inteligente y con los incentivos adecuados son atractivos para los consumidores. Y los fabricantes de automóviles heredados, como GM, Ford y Volkswagen, prometen seguir su ejemplo. Ford, por ejemplo, ya tiene un nuevo EV en la carretera, el Mustang Mach-E, y su pickup F-150 Lightning y su furgoneta comercial E-Transit no se quedan atrás. Asimismo, la empresa está aumentando su capacidad de producción y reciclaje de baterías de iones de litio. Y con un poco de suerte, Ford producirá unos 600,000 vehículos eléctricos al año para 2023. Aunque es solamente una gota en el balde de Tesla (el 60 % de su capacidad), es un buen comienzo.
El futuro espera
Para los gerentes de instalaciones y las fábricas automotrices totalmente digitales del futuro, los gemelos digitales de próxima generación podrían resultar muy eficaces para descubrir hasta qué punto los fabricantes de automóviles heredados pueden convertir parte de sus plantas de ensamblaje en la manufacturación de vehículos eléctricos,— sin necesidad de construir más plantas y aumentar su huella física y de carbono.La incorporación de piezas intercambiables entre los vehículos eléctricos y los de combustión interna en la misma fábrica, en una línea de ensamblaje parcialmente compartida, será un hito más en el viejo deseo de la industria automotriz de ser "parte del motor que potencia el mundo".
Son innovaciones como esta las que hacen que los gerentes de instalaciones más progresivos rechacen el pesimismo sobre los vientos en contra del crecimiento del mercado actual y, en su lugar, cuenten los días que faltan para que finalmente llegue la instalación digital del futuro.
Como dijo una vez el general Dwight Eisenhower: "los planes son inútiles, pero la planificación es indispensable".
Caja de llamadas: Retroceso de la visión
Al investigar la administración digital de instalaciones para el entorno automotriz, ayuda a identificar los numerosos puntos débiles que resuelve esta tecnología. He aquí cinco ventajas del gemelo digital y por qué se está convirtiendo rápidamente en un eje de eliminación de datos:
- Creación de una interfase visual compartida para asegurar la comprensión conjunta
- Representación en tiempo real de datos precisos que superan los desafíos de actualización del diseño en 2D
- La capacidad de comparar instalaciones sin depender de la memoria individual o del conocimiento institucional anticuado o inexacto de otra persona
- Validación de nuevos proyectos, conceptos, implementaciones en el contexto de cómo se ve un proyecto realmente
- Minimiza las "sorpresas" cuando el responsable de las instalaciones llega al lugar para ese trabajo de mantenimiento